JPH05343727A - 赤外線検出器および製造方法 - Google Patents
赤外線検出器および製造方法Info
- Publication number
- JPH05343727A JPH05343727A JP4145181A JP14518192A JPH05343727A JP H05343727 A JPH05343727 A JP H05343727A JP 4145181 A JP4145181 A JP 4145181A JP 14518192 A JP14518192 A JP 14518192A JP H05343727 A JPH05343727 A JP H05343727A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- region
- carrier concentration
- pixels
- junction
- hgcdte
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 画素間のクロストークが小さく、容易に実現
可能なＨｇＣｄＴｅフォトダイオードアレイおよび製造
方法を提供する。 【構成】 キャリア濃度の低い複数個の領域が、前記キ
ャリア濃度の低い領域と同型で、よりキャリア濃度の高
い領域によって互いに隔てられ、前記キャリア濃度の低
い領域内にｐ／ｎ接合が形成されていることを特徴とす
る。製造方法においては、高いキャリア濃度のＨｇＣｄ
Ｔｅ基板に、Ｈｇ雰囲気中でのアニールによって、前記
基板のキャリア型と同型で、よりキャリア濃度の低い領
域を形成し、該キャリアに濃度の低い領域に不純物のイ
オン注入によってｐ／ｎ接合を形成する。
可能なＨｇＣｄＴｅフォトダイオードアレイおよび製造
方法を提供する。 【構成】 キャリア濃度の低い複数個の領域が、前記キ
ャリア濃度の低い領域と同型で、よりキャリア濃度の高
い領域によって互いに隔てられ、前記キャリア濃度の低
い領域内にｐ／ｎ接合が形成されていることを特徴とす
る。製造方法においては、高いキャリア濃度のＨｇＣｄ
Ｔｅ基板に、Ｈｇ雰囲気中でのアニールによって、前記
基板のキャリア型と同型で、よりキャリア濃度の低い領
域を形成し、該キャリアに濃度の低い領域に不純物のイ
オン注入によってｐ／ｎ接合を形成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は赤外線検出器に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＨｇＣｄＴｅはＨｇＴｅとＣｄＴｅの組
成比を制御することによってバンドギャップを広い範囲
で自由に設定でき高い光電変換効率を持つことから、大
気の窓である３−５μｍ帯および８−１２μｍ帯赤外線
イメージセンサ材料として用いられている。これらのイ
メージセンサのうち高感度で機械的な動作部を必要とし
ないフォトダイオードアレイがあり、空間分解能を上げ
るために、高集積化および多画素化が求められている。
この際、高集積化を進めると、画素間のクロストークが
大きくなり、空間分解能が向上しにくくなる。これを防
ぐために、メサ構造を形成して各画素間を分離（公開特
許公報１−２０１９７１など）したり、あるいは絶縁性
基板または広エネルギーバンドギャップエピタキシャル
層にＨｇＣｄＴｅの埋め込み成長（公開特許公報３−１
０４１６６など）を行ったり、またあるいは気相結晶成
長中に必要な箇所にのみ高密度に結晶欠陥を形成（公開
特許公報２−２１３１７４）させるなどの方法が試作ま
たは提案されている。
成比を制御することによってバンドギャップを広い範囲
で自由に設定でき高い光電変換効率を持つことから、大
気の窓である３−５μｍ帯および８−１２μｍ帯赤外線
イメージセンサ材料として用いられている。これらのイ
メージセンサのうち高感度で機械的な動作部を必要とし
ないフォトダイオードアレイがあり、空間分解能を上げ
るために、高集積化および多画素化が求められている。
この際、高集積化を進めると、画素間のクロストークが
大きくなり、空間分解能が向上しにくくなる。これを防
ぐために、メサ構造を形成して各画素間を分離（公開特
許公報１−２０１９７１など）したり、あるいは絶縁性
基板または広エネルギーバンドギャップエピタキシャル
層にＨｇＣｄＴｅの埋め込み成長（公開特許公報３−１
０４１６６など）を行ったり、またあるいは気相結晶成
長中に必要な箇所にのみ高密度に結晶欠陥を形成（公開
特許公報２−２１３１７４）させるなどの方法が試作ま
たは提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の方法では高精度、低ダメージのエッチング手段や、高
度な結晶成長技術が必要とされる。一方で、ＨｇＣｄＴ
ｅに対する高精度、低ダメージのエッチング技術（特に
ドライエッチング技術）は確立されておらず、また、結
晶成長法についても十分に確立されているとはいい難
く、前述の方法ではフォトダイオードアレイの製造は困
難を極める。
の方法では高精度、低ダメージのエッチング手段や、高
度な結晶成長技術が必要とされる。一方で、ＨｇＣｄＴ
ｅに対する高精度、低ダメージのエッチング技術（特に
ドライエッチング技術）は確立されておらず、また、結
晶成長法についても十分に確立されているとはいい難
く、前述の方法ではフォトダイオードアレイの製造は困
難を極める。
【０００４】本発明の目的は画素間のクロストークが小
さく、容易に実現可能なＨｇＣｄＴｅフォトダイオード
アレイを提供すること、および画素間のクロストークが
小さいフォトダイオード構造の製造方法を提供すること
である。
さく、容易に実現可能なＨｇＣｄＴｅフォトダイオード
アレイを提供すること、および画素間のクロストークが
小さいフォトダイオード構造の製造方法を提供すること
である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の赤外線検出器
は、キャリア濃度の低い複数個の領域が、前記キャリア
濃度の低い領域と同型で、よりキャリア濃度の高い領域
によって互いに隔てられ、前記キャリア濃度の低い領域
内にｐ／ｎ接合形成されていることを特徴とする。
は、キャリア濃度の低い複数個の領域が、前記キャリア
濃度の低い領域と同型で、よりキャリア濃度の高い領域
によって互いに隔てられ、前記キャリア濃度の低い領域
内にｐ／ｎ接合形成されていることを特徴とする。
【０００６】また、本発明の製造方法は、高いキャリア
濃度のＨｇＣｄＴｅ基板に、Ｈｇ雰囲気中でのアニール
によって、前記基板のキャリア型と同型で、よりキャリ
ア濃度の低い領域を形成し、該キャリア濃度の低い領域
に不純物のイオン注入によってｐ／ｎ接合を形成するこ
とを特徴とする。
濃度のＨｇＣｄＴｅ基板に、Ｈｇ雰囲気中でのアニール
によって、前記基板のキャリア型と同型で、よりキャリ
ア濃度の低い領域を形成し、該キャリア濃度の低い領域
に不純物のイオン注入によってｐ／ｎ接合を形成するこ
とを特徴とする。
【０００７】
【作用】このような構造をとることによって、高いキャ
リア濃度の領域で発生した少数キャリアは拡散長が短い
ために、低いキャリア濃度の領域に殆ど到達することが
なく、画素間のクロストークは非常に小さくなる。さら
に、高いキャリア濃度の領域のキャリア濃度を調整すれ
ば、画素間のクロストーク量を任意に設定することがで
きる。
リア濃度の領域で発生した少数キャリアは拡散長が短い
ために、低いキャリア濃度の領域に殆ど到達することが
なく、画素間のクロストークは非常に小さくなる。さら
に、高いキャリア濃度の領域のキャリア濃度を調整すれ
ば、画素間のクロストーク量を任意に設定することがで
きる。
【０００８】また、本発明の製造方法によれば、高度な
ドライエッチング技術、結晶成長技術のいずれも必要で
なく、容易に画素間のクロストークが小さいフォトダイ
オードアレイが得られる。
ドライエッチング技術、結晶成長技術のいずれも必要で
なく、容易に画素間のクロストークが小さいフォトダイ
オードアレイが得られる。
【０００９】
【実施例】本発明の第１の実施例を図１を用いて説明す
る。図１はｐ／ｎ接合が表面にでている面を表したと
き、表面から赤外光を入射するタイプの赤外線検出器で
ある。個々のｐ領域１がｐ+ 領域によって互いに隔てら
れており、ｐ領域１内にｎ+領域３があり、ｐ／ｎ接合
を形成しているような構造である。ｎ+ 領域３の中心間
の距離は３０μｍ、ｎ+ 領域３は１５μｍΦ、ｐ領域１
は２５μｍΦで深さ１５μｍ、ＨｇＣｄＴｅの厚さ２０
μｍである。だたし、素子ピッチ、ｐ領域１の大きさ等
については使用目的に合わせて任意に設定すれば良い。
図１は基板４上にＨｇＣｄＴｅをエピタキシャル成長さ
せたものであるが、とくにエピタキシャル結晶である必
要はなく、バルク結晶であっても同じ効果が得られる。
また、ｐ領域１は図２に示すように、ＨｇＣｄＴｅ結晶
５と同じ厚さであってもよい。
る。図１はｐ／ｎ接合が表面にでている面を表したと
き、表面から赤外光を入射するタイプの赤外線検出器で
ある。個々のｐ領域１がｐ+ 領域によって互いに隔てら
れており、ｐ領域１内にｎ+領域３があり、ｐ／ｎ接合
を形成しているような構造である。ｎ+ 領域３の中心間
の距離は３０μｍ、ｎ+ 領域３は１５μｍΦ、ｐ領域１
は２５μｍΦで深さ１５μｍ、ＨｇＣｄＴｅの厚さ２０
μｍである。だたし、素子ピッチ、ｐ領域１の大きさ等
については使用目的に合わせて任意に設定すれば良い。
図１は基板４上にＨｇＣｄＴｅをエピタキシャル成長さ
せたものであるが、とくにエピタキシャル結晶である必
要はなく、バルク結晶であっても同じ効果が得られる。
また、ｐ領域１は図２に示すように、ＨｇＣｄＴｅ結晶
５と同じ厚さであってもよい。
【００１０】第２の実施例は、ｐ／ｎ接合が表面にでて
いる面を表としたとき、裏面から赤外光を入射するタイ
プの赤外線検出である。これを図２に示す。ｐ領域１、
ｐ+領域２、ｎ+ 領域３、基板４があるのは第一の実施
例と全く同じであるが、裏面から赤外光を入射するため
に、ｐ領域１は図のごとくＨｇＣｄＴｅ結晶５と同じ厚
さであるか、または、ｐ領域１の前面に存在するｐ+ 領
域２は十分に薄くなければならない。
いる面を表としたとき、裏面から赤外光を入射するタイ
プの赤外線検出である。これを図２に示す。ｐ領域１、
ｐ+領域２、ｎ+ 領域３、基板４があるのは第一の実施
例と全く同じであるが、裏面から赤外光を入射するため
に、ｐ領域１は図のごとくＨｇＣｄＴｅ結晶５と同じ厚
さであるか、または、ｐ領域１の前面に存在するｐ+ 領
域２は十分に薄くなければならない。
【００１１】このような構造をとることによって、ｐ+
領域２に赤外光入射して少数キャリアが発生しても、拡
散長が短いために、ｐ／ｎ接合まで到達することができ
ず、画素間の分離がされる。また、ｐ+ 領域２のキャリ
ア濃度を調節することによって、画素間のクロストーク
量を制御することができる。キャリア濃度の値として
は、ｐ領域のキャリア濃度とｐ+ 領域のキャリア濃度の
比を変えることによって画素間のクロストーク量を調節
するのが本発明の特徴の一つでもあるが、ｐ領域につい
て１０16ｃｍ-3台以下、ｐ領域について１０17ｃｍ-3台
以上であれば素子分離をするには十分であると思われ
る。
領域２に赤外光入射して少数キャリアが発生しても、拡
散長が短いために、ｐ／ｎ接合まで到達することができ
ず、画素間の分離がされる。また、ｐ+ 領域２のキャリ
ア濃度を調節することによって、画素間のクロストーク
量を制御することができる。キャリア濃度の値として
は、ｐ領域のキャリア濃度とｐ+ 領域のキャリア濃度の
比を変えることによって画素間のクロストーク量を調節
するのが本発明の特徴の一つでもあるが、ｐ領域につい
て１０16ｃｍ-3台以下、ｐ領域について１０17ｃｍ-3台
以上であれば素子分離をするには十分であると思われ
る。
【００１２】なお、上記の実施例においては、ｐとｎの
関係を入れ換えても全く同じことである。
関係を入れ換えても全く同じことである。
【００１３】次に本発明の製造方法を第３図を用いて説
明する。まず、ｐ+ −ＨｇＣｄＴｅ結晶６を０．８μｍ
厚のＣｄＴｅ層７をつけた状態で３００℃で５ｈｒ程度
Ｈｇ雰囲気中でのアニールを行いｐ領域１を形成する
（図３（ａ））。ここで最適な温度と時間はｐ+ −Ｈｇ
ＣｄＴｅ結晶６のキャリア濃度と目的とするｐ領域１の
キャリア濃度、さらに目的とするｐ領域１の深さによっ
て異なるので、必ずしも３００℃５ｈｒに限定するもの
ではない。次にＣｄＴｅ層７除去後、フォトレジスト８
のパターンを介してドナー元素のイオン注入を行う（図
３（ｂ））。その後はフォトレジスト８を除去後、絶縁
膜成膜、電極形成などの通常の工程を行う。なお、ｐと
ｎの関係を入れ換えても同じことで、その場合イオン注
入するのはアクセプタ元素となる。このようにして、困
難な高精度エッチングや埋め込成長あるいは部分的な転
位形成などを行わなくとも、画素間のクロストークが小
さいフォトダイオードアレイを製造することができる。
明する。まず、ｐ+ −ＨｇＣｄＴｅ結晶６を０．８μｍ
厚のＣｄＴｅ層７をつけた状態で３００℃で５ｈｒ程度
Ｈｇ雰囲気中でのアニールを行いｐ領域１を形成する
（図３（ａ））。ここで最適な温度と時間はｐ+ −Ｈｇ
ＣｄＴｅ結晶６のキャリア濃度と目的とするｐ領域１の
キャリア濃度、さらに目的とするｐ領域１の深さによっ
て異なるので、必ずしも３００℃５ｈｒに限定するもの
ではない。次にＣｄＴｅ層７除去後、フォトレジスト８
のパターンを介してドナー元素のイオン注入を行う（図
３（ｂ））。その後はフォトレジスト８を除去後、絶縁
膜成膜、電極形成などの通常の工程を行う。なお、ｐと
ｎの関係を入れ換えても同じことで、その場合イオン注
入するのはアクセプタ元素となる。このようにして、困
難な高精度エッチングや埋め込成長あるいは部分的な転
位形成などを行わなくとも、画素間のクロストークが小
さいフォトダイオードアレイを製造することができる。
【００１４】
【発明の効果】画素間のクロストークが非常に小さく、
さらに、必要ならば各画素間のクロストーク量を任意に
設定可能なフォトダイオードアレイが得られる。また、
高度なドライエッチング技術、結晶成長技術のいずれも
必要なく、容易に画素間のクロストークが小さいフォト
ダイオードアレイを製造することができる。
さらに、必要ならば各画素間のクロストーク量を任意に
設定可能なフォトダイオードアレイが得られる。また、
高度なドライエッチング技術、結晶成長技術のいずれも
必要なく、容易に画素間のクロストークが小さいフォト
ダイオードアレイを製造することができる。
【図１】本発明の一実施例を示す構成図である。
【図２】本発明の他の実施例を示す構成図である。
【図３】本発明の製造方法を示す図である。
１ ｐ領域 ２ ｐ+ 領域 ３ ｎ+ 領域 ４ 基板 ５ ＨｇＣｄＴｅ結晶 ６ ｐ+ −ＨｇＣｄＴｅ結晶 ７ ＣｄＴｅ層 ８ フォトレジスト
Claims (2)
- 【請求項１】 キャリア濃度の低い複数個の領域が、前
記キャリア濃度の低い領域と同型で、よりキャリア濃度
の高い領域によって互いに隔てられ、前記キャリア濃度
の低い領域内にｐ／ｎ接合が形成されていることを特徴
とする赤外線検出器。 - 【請求項２】 高いキャリア濃度のＨｇＣｄＴｅ基板
に、Ｈｇ雰囲気中でのアニールによって、前記基板のキ
ャリア型と同型で、よりキャリア濃度の低い領域を形成
し、該キャリア濃度の低い領域に不純物のイオン注入に
よってｐ／ｎ接合を形成することを特徴とする赤外線検
出器の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4145181A JPH05343727A (ja) | 1992-06-05 | 1992-06-05 | 赤外線検出器および製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4145181A JPH05343727A (ja) | 1992-06-05 | 1992-06-05 | 赤外線検出器および製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05343727A true JPH05343727A (ja) | 1993-12-24 |
Family
ID=15379305
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4145181A Pending JPH05343727A (ja) | 1992-06-05 | 1992-06-05 | 赤外線検出器および製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05343727A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002005355A1 (fr) * | 2000-07-11 | 2002-01-17 | Sanyo Electric Co., Ltd | Dispositif recepteur de lumiere et module recepteur de lumiere comprenant ce dernier |
| JP2009277942A (ja) * | 2008-05-15 | 2009-11-26 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 受光素子アレイ |
-
1992
- 1992-06-05 JP JP4145181A patent/JPH05343727A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002005355A1 (fr) * | 2000-07-11 | 2002-01-17 | Sanyo Electric Co., Ltd | Dispositif recepteur de lumiere et module recepteur de lumiere comprenant ce dernier |
| US6989522B2 (en) | 2000-07-11 | 2006-01-24 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Light-receiving module and light-receiving device having malfunction preventing structure |
| JP2009277942A (ja) * | 2008-05-15 | 2009-11-26 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 受光素子アレイ |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19980922 |