JPH07321369A - Semiconductor photodetector and its manufacture and method and device for forming film - Google Patents

Semiconductor photodetector and its manufacture and method and device for forming film

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JPH07321369A
JPH07321369A JP6116150A JP11615094A JPH07321369A JP H07321369 A JPH07321369 A JP H07321369A JP 6116150 A JP6116150 A JP 6116150A JP 11615094 A JP11615094 A JP 11615094A JP H07321369 A JPH07321369 A JP H07321369A
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JP
Japan
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substrate
film
layer
dissociation pressure
type
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Withdrawn
Application number
JP6116150A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Nishino
弘師 西野
Toru Okamoto
徹 岡本
Kenji Maruyama
研二 丸山
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To provide a semiconductor photodetector in which the characteristic is not deteriorated and a means for easily growing a cover film with desired patterns. CONSTITUTION:The surface of a crystalline semiconductor layer (a low dissociation pressure semiconductor layer) 2 in which the dissociation pressure of a constituent element which is a substrate 1 or deposited on the substrate 1 is low is processed so that the projecting part of a column. wall or grid form is formed, and a crystalline semiconductor layer (a high dissociation pressure semiconductor layer) 3 in which the dissociation pressure of a constituent element is high is formed so as to fill a recessed part between the projecting parts, and the low dissociation pressure semiconductor layer 2 is removed in a groove, hole or grid form thereby separating the high dissociation pressure semiconductor layer 3 at least in part to form a photo detection element of the high dissociation pressure semiconductor layer 3. A substrate mounting base with a thick part of patterns of a cover film to be grown is interposed between a substrate heating base for heating a substrate for growing a cover film and the substrate for growing a cover film thereby forming a high-temperature region of a pattern form to grow a cover film. Also, the thick part can be provided in the substrate for growing a cover film.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、光検知装置、特に赤外
線検知装置とその製造方法および成膜方法と成膜装置に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a photodetector, and more particularly to an infrared detector, a method of manufacturing the same, a film forming method and a film forming apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、赤外線検知装置は赤外線を受
光し光電変換を行う赤外線検知素子基板と、電気信号を
処理するCCD回路あるいはMOSスイッチ回路を構成
した信号処理回路基板を電極を介して貼り合わせた構造
を採用しており、赤外線検知素子基板にはCdZnTe
基板の上にHgCdTe層を成長させたものが用いら
れ、信号処理回路基板にはSiが用いられている。
2. Description of the Related Art Conventionally, an infrared detecting device has an infrared detecting element substrate for receiving infrared rays and performing photoelectric conversion, and a signal processing circuit substrate for forming an electric signal processing CCD circuit or a MOS switch circuit, which is attached via electrodes. The combined structure is adopted, and CdZnTe is used for the infrared detection element substrate.
A substrate in which an HgCdTe layer is grown is used, and Si is used for the signal processing circuit substrate.

【0003】しかし、赤外線検知装置は通常−190℃
程度に冷却して使用されるため、赤外線検知素子基板と
信号処理回路基板の間の熱膨張係数の違いにより、結合
電極が剥がれるという問題が生じやすく、この問題は検
知装置の大規模化にともなって顕著になっている。
However, infrared detectors are usually -190 ° C.
Since it is used after being cooled to a certain degree, the problem of peeling of the coupling electrode is likely to occur due to the difference in thermal expansion coefficient between the infrared detection element substrate and the signal processing circuit board. Has become noticeable.

【0004】そのため、赤外線検知素子基板と信号処理
回路基板の熱膨張係数を合わせるために、赤外線検知素
子基板をSi基板の上に薄いHgCdTe層を成長させ
たものに変更する必要があり、あるいは信号処理回路基
板の上にHgCdTe層を成長させて赤外線検知素子を
形成し、信号処理回路基板と赤外線検知素子が一体にな
るような構造(モノリシック型)の赤外線検知装置にす
る必要がある。
Therefore, in order to match the thermal expansion coefficients of the infrared detection element substrate and the signal processing circuit board, it is necessary to change the infrared detection element substrate to one in which a thin HgCdTe layer is grown on a Si substrate, or It is necessary to grow an HgCdTe layer on the processing circuit board to form an infrared detection element, and to form an infrared detection device having a structure (monolithic type) in which the signal processing circuit board and the infrared detection element are integrated.

【0005】しかしながら、Si基板の上にHgCdT
e層を成長させて検知素子を形成した場合には、結合電
極には問題が生じないものの、冷却時にはSi基板とH
gCdTe層の熱膨張係数が異なるため歪みが加わり、
HgCdTe層に割れや剥がれを生じるという問題があ
る。
However, HgCdT is formed on the Si substrate.
When the e-layer is grown to form the sensing element, no problem occurs in the coupling electrode, but the Si substrate and H
Since the coefficient of thermal expansion of the gCdTe layer is different, strain is added,
There is a problem that the HgCdTe layer is cracked or peeled off.

【0006】そして、これを防止するためには、HgC
dTe層に形成された赤外線検知素子の周りに溝状、穴
状あるいは格子状の凹部を形成することによって各赤外
線検知素子を少なくとも部分的に分離して各赤外線検知
素子に加わる歪みを軽減することが必要である。
In order to prevent this, HgC
Forming groove-shaped, hole-shaped, or lattice-shaped recesses around the infrared detection element formed in the dTe layer to at least partially separate each infrared detection element and reduce strain applied to each infrared detection element. is necessary.

【0007】図8は、従来の赤外線検知装置の製造工程
説明図であり、(A)〜(C)は各工程を示している。
この図において、41はSi基板、42はCdTeバッ
ファ層、43はHgCdTe層、431 は欠陥層、44
はn−HgCdTe層、45は溝である。この製造工程
説明図によって、半導体光検知装置の一例として従来の
赤外線検知装置とその製造方法を説明する。
FIG. 8 is an explanatory view of manufacturing steps of a conventional infrared detecting device, and FIGS. 8 (A) to 8 (C) show respective steps.
In this figure, 41 is a Si substrate, 42 is a CdTe buffer layer, 43 is a HgCdTe layer, 43 1 is a defect layer, 44
Is an n-HgCdTe layer, and 45 is a groove. A conventional infrared detection device and a method of manufacturing the same will be described as an example of a semiconductor light detection device with reference to the manufacturing process explanatory diagram.

【0008】第1工程(図8(A)参照) Si基板41の上に、CdTeバッファ層42を成長
し、このCdTeバッファ層42の上にHgCdTe層
43を成長し、このHgCdTe層43に熱処理(p型
化処理)を加える。
First Step (See FIG. 8A) A CdTe buffer layer 42 is grown on a Si substrate 41, an HgCdTe layer 43 is grown on the CdTe buffer layer 42, and the HgCdTe layer 43 is heat-treated. (P-type processing) is added.

【0009】この熱処理によって、HgCdTe層43
を構成する元素のうち解離圧が大きいHgが部分的に解
離され、このHgの解離によって形成された多数の空孔
(点欠陥)がHgCdTe層43中で+電荷(正孔)を
供給する源(アクセプタ)として働くため、p型HgC
dTe層43が得られる。赤外線検知装置を形成できる
Hg空孔濃度を得るためには、300℃程度の熱処理を
加えることが必要である。この熱処理によって、HgC
dTe層43の表面に、欠陥が含まれた欠陥層431
形成されるため、この欠陥層431 を研磨、エッチング
等によって除去することが必要である。
By this heat treatment, the HgCdTe layer 43 is formed.
Hg having a large dissociation pressure is partially dissociated among the elements constituting the, and a large number of vacancies (point defects) formed by the dissociation of Hg supply positive charges (holes) in the HgCdTe layer 43. P-type HgC to act as (acceptor)
A dTe layer 43 is obtained. In order to obtain the Hg vacancy concentration capable of forming the infrared detection device, it is necessary to apply heat treatment at about 300 ° C. By this heat treatment, HgC
Since the defect layer 43 1 containing defects is formed on the surface of the dTe layer 43, it is necessary to remove this defect layer 43 1 by polishing, etching or the like.

【0010】第2工程(図8(B)参照) 欠陥層431 を除去した表面上に開口を有するマスクを
形成し、このマスクを用いてB等のn型不純物をイオン
注入して選択的にn型HgCdTe層44を形成して、
赤外線検知素子を形成するためのpn接合を形成する。
Second step (see FIG. 8B) A mask having an opening is formed on the surface from which the defect layer 43 1 is removed, and n-type impurities such as B are ion-implanted using this mask to selectively An n-type HgCdTe layer 44 is formed on
A pn junction for forming an infrared sensing element is formed.

【0011】第3工程(図8(C)参照) 選択的に形成したn型HgCdTe層44を囲む領域
に、ドライエッチング(RIE)によって溝45を形成
して、個々の赤外線検知素子を形成する。
Third step (see FIG. 8C) Grooves 45 are formed by dry etching (RIE) in the region surrounding the selectively formed n-type HgCdTe layer 44 to form individual infrared detecting elements. .

【0012】前記の第3工程の溝45を形成する際に、
エッチング液を用いてウェットエッチング法を用いる
と、エッチングが等方的に進むため、深い溝45を形成
しようとすると、溝45の幅も拡がってしまい隣接する
赤外線検知素子間の距離が離れてしまうという問題があ
るため、異方性エッチングが可能なドライエッチング方
を用いている。
When forming the groove 45 in the third step,
When the wet etching method is used with an etching solution, the etching proceeds isotropically. Therefore, when the deep groove 45 is formed, the width of the groove 45 is also widened and the distance between the adjacent infrared detecting elements is increased. Therefore, the dry etching method that allows anisotropic etching is used.

【0013】また、溝45による分離構造を形成した後
に熱処理を行ってp型HgCdTe層43を形成し、そ
の後に表面欠陥層431 を除去すると、溝45の側面に
形成される欠陥層431 も除去されることになり、その
ため溝45の幅が拡がり、ウェットエッチング法を用い
て溝45を形成した場合と同様の問題を生じることにな
るため、熱処理を行い、欠陥層431 の除去を行った後
に分離構造を形成する手順を採用している。
When the p-type HgCdTe layer 43 is formed by heat treatment after forming the isolation structure by the groove 45 and then the surface defect layer 43 1 is removed, the defect layer 43 1 formed on the side surface of the groove 45 is removed. Will also be removed, and the width of the groove 45 will be widened, and the same problem as in the case of forming the groove 45 by using the wet etching method will occur. Therefore, heat treatment is performed to remove the defect layer 43 1 . After that, the procedure of forming the separation structure is adopted.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】前記のようにドライエ
ッチング法によって半導体光検知素子間に分離構造を形
成すると、ドライエッチングに用いる高エネルギー粒子
がp型HgCdTe層43の分離構造を形成する溝の側
面や先端に損傷を与える。
When the isolation structure is formed between the semiconductor photodetectors by the dry etching method as described above, the high-energy particles used for the dry etching form the trenches forming the isolation structure of the p-type HgCdTe layer 43. Damage the sides and tips.

【0015】そして、この損傷によって、p型HgCd
Te層43の表面付近の不純物や結晶格子間にたたき出
されたHg等が拡散したり、欠陥が導入されたりする現
象が生じ、この拡散や欠陥を導入する現象はHg空孔を
通じて促進されるため、Hg空孔が存在するp型HgC
dTe層43では損傷の及ぶ層が拡がるという問題があ
る。
Due to this damage, p-type HgCd
There occurs a phenomenon that impurities near the surface of the Te layer 43, Hg, etc. knocked out between crystal lattices diffuse, or defects are introduced, and this diffusion and the phenomenon of introducing defects is promoted through Hg vacancies. Therefore, p-type HgC that has Hg vacancies
The dTe layer 43 has a problem that a damaged layer expands.

【0016】したがって、前記の従来技術によって分離
構造を形成すると、損傷層がpn接合部にまで及び、赤
外線検知素子の性能を劣化するという問題を生じてい
た。また、この問題を避けるためにp型HgCdTe層
43にあらかじめ電子または正孔であるキャリアの供給
源となる不純物(ドナーあるいはアクセプタ)を添加し
ておき、Hg空孔を利用しないでp型またはn型層を得
て赤外線検知素子を形成する方法がある。
Therefore, when the isolation structure is formed by the above-mentioned conventional technique, the damaged layer extends to the pn junction and the performance of the infrared detecting element is deteriorated. In order to avoid this problem, an impurity (donor or acceptor) serving as a supply source of carriers that are electrons or holes is added to the p-type HgCdTe layer 43 in advance, and the p-type or n-type is used without using Hg vacancies. There is a method of obtaining a mold layer and forming an infrared detection element.

【0017】この場合は、Hg空孔を形成してp型Hg
CdTe層43を得る熱処理(p型処理)は不要である
が、p型HgCdTe層43の成長後に、この成長温度
(200〜400℃)で生じるHg空孔を埋める熱処理
(n型化処理、温度250℃)を行う必要があるため、
この温度での平衡解離圧の量だけはHg空孔の濃度は減
少するものの、p型HgCdTe層43をドライエッチ
ングする場合、損傷層が赤外線検知素子に与える影響を
充分に低減できないという問題があった。本発明は、特
性劣化を低減できる半導体光検知装置特に赤外線検知装
置とその製造方法および容易に所望のパターンを有する
被膜を形成できる成膜方法とそのための成膜装置を提供
することを目的とする。
In this case, Hg holes are formed to form p-type Hg.
Although the heat treatment (p-type treatment) for obtaining the CdTe layer 43 is not necessary, after the growth of the p-type HgCdTe layer 43, the heat treatment for filling the Hg vacancies generated at this growth temperature (200 to 400 ° C.) (n-type treatment, temperature). 250 ° C), so
Although only the amount of the equilibrium dissociation pressure at this temperature reduces the concentration of Hg vacancies, there is a problem that when the p-type HgCdTe layer 43 is dry-etched, the influence of the damaged layer on the infrared detection element cannot be sufficiently reduced. It was An object of the present invention is to provide a semiconductor photodetector capable of reducing characteristic deterioration, particularly an infrared detector, a method for manufacturing the same, a film forming method for easily forming a film having a desired pattern, and a film forming apparatus therefor. .

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】本発明にかかる半導体光
検知装置においては、基板と、基板とは熱膨張係数が異
なり、構成元素の解離圧が高い半導体結晶層を含み、該
構成元素の解離圧が高い半導体結晶層が溝状、穴状ある
いは格子状の凹部によって少なくとも部分的に分割され
て光検知素子が形成されており、該光検知素子を分割す
る凹部の側面が構成元素の解離圧が低く該構成元素の解
離圧が高い半導体結晶層と格子定数が近似する半導体結
晶層によって覆われている構成を採用した。
In a semiconductor photodetector according to the present invention, a substrate and a semiconductor crystal layer having different thermal expansion coefficients from each other and having a high dissociation pressure of a constituent element, the dissociation of the constituent element are included. The semiconductor crystal layer having a high pressure is at least partially divided by groove-shaped, hole-shaped, or lattice-shaped recesses to form a photodetecting element, and the side surface of the recess dividing the photodetecting element has a dissociation pressure of constituent elements. And a semiconductor crystal layer having a low lattice constant and a semiconductor crystal layer having a similar lattice constant is adopted.

【0019】この場合、基板をSi,GaAsまたはA
2 3 によって形成し、光検知素子を形成する構成元
素の解離圧が高い半導体結晶層をHg1-x Cdx Te
(x<0.3)によって形成し、構成元素の解離圧が低
く光検知素子を分割する凹部の側面を覆う半導体結晶層
をCdTe,CdZnTeまたはHg1-x Cdx Te
(x>0.4)によって形成することができる。
In this case, the substrate is made of Si, GaAs or A.
The semiconductor crystal layer formed of 1 2 O 3 and having a high dissociation pressure of the constituent elements forming the photodetector is formed by Hg 1-x Cd x Te
The semiconductor crystal layer formed of (x <0.3) and having a low dissociation pressure of constituent elements and covering the side surface of the recess dividing the photodetector is CdTe, CdZnTe, or Hg 1-x Cd x Te.
(X> 0.4).

【0020】また、この場合、光検知素子を構成元素の
解離圧が高い半導体結晶層のpn接合によって形成し、
該pn接合を形成するp型領域またはn型領域を、半導
体結晶層からその構成元素を解離させた空孔によって電
子または正孔であるキャリアを生成する半導体層によっ
て形成することができる。
Further, in this case, the light detecting element is formed by a pn junction of a semiconductor crystal layer having a high dissociation pressure of constituent elements,
The p-type region or the n-type region forming the pn junction can be formed by a semiconductor layer in which carriers which are electrons or holes are generated by holes generated by dissociating the constituent elements from the semiconductor crystal layer.

【0021】また、この場合、光検知素子を構成元素の
解離圧が高い半導体結晶層のpn接合によって形成し、
該pn整合を形成するp型領域またはn型領域を、異な
る種類の不純物を導入することによって電子または正孔
であるキャリアを生成する半導体層によって形成するこ
とができる。
Further, in this case, the light detecting element is formed by a pn junction of a semiconductor crystal layer having a high dissociation pressure of constituent elements,
The p-type region or the n-type region forming the pn matching can be formed by a semiconductor layer which generates carriers which are electrons or holes by introducing different kinds of impurities.

【0022】また、これらの場合、光検知素子の上面に
p型領域とn型領域が露出している構成を採用すること
ができる。
Further, in these cases, it is possible to adopt a structure in which the p-type region and the n-type region are exposed on the upper surface of the photodetecting element.

【0023】また、本発明にかかる光検知装置の製造方
法においては、基板または基板の上に堆積した構成元素
の解離圧が低い半導体結晶層の表面を柱状、塀状または
格子状の凸部が形成されるように加工する工程と、該凸
部の間に形成された凹部を埋めるように構成元素の解離
圧が高い半導体結晶層を形成する工程と、該基板または
基板の上に堆積された構成元素の解離圧が低い半導体結
晶層を溝状、穴状あるいは格子状に選択的に除去するこ
とによって、該構成元素の解離圧が高い半導体結晶層を
少なくとも部分的に分離して、該構成元素の解離圧が高
い半導体結晶層によって光検知素子を形成する工程を採
用した。
Further, in the method for manufacturing the photodetector according to the present invention, the surface of the substrate or the semiconductor crystal layer having a low dissociation pressure of the constituent elements deposited on the substrate has columnar, fence-shaped or lattice-shaped convex portions. A step of processing so as to form, a step of forming a semiconductor crystal layer having a high dissociation pressure of constituent elements so as to fill the concave portions formed between the convex portions, and the substrate or the substrate. By selectively removing the semiconductor crystal layer having a low dissociation pressure of the constituent element into a groove shape, a hole shape, or a lattice shape, the semiconductor crystal layer having a high dissociation pressure of the constituent element is at least partially separated, The step of forming a photodetection element with a semiconductor crystal layer having a high dissociation pressure of elements is adopted.

【0024】この場合、基板または基板の上に堆積され
た構成元素の解離圧が低い半導体結晶層を溝状、穴状あ
るいは格子状に選択的に除去する方法として、イオンま
たはプラズマ等の高エネルギー粒子を用いたドライエッ
チング法を用い、ドライエッチングされる領域が光検知
素子を形成する構成元素の解離圧が高い半導体結晶層に
及ばないようにすることができる。
In this case, as a method for selectively removing the substrate or the semiconductor crystal layer having a low dissociation pressure of the constituent elements deposited on the substrate into a groove shape, a hole shape, or a lattice shape, high energy such as ions or plasma is used. A dry etching method using particles can be used so that a region to be dry-etched does not reach a semiconductor crystal layer in which a dissociation pressure of a constituent element forming a photodetector element is high.

【0025】また、本発明にかかる成膜方法において
は、被膜成長用基板を加熱する基板加熱台と被膜成長用
基板の間に、被膜成長用基板の上に成長すべき被膜パタ
ーンの肉厚部を有する基板載置台を、肉厚部が被膜成長
用基板に接するように介在させた状態、またはこれとは
逆に、肉厚部が基板加熱台に接するように介在させた状
態で、被膜成長用基板の上に被膜を成長する工程を採用
した。
Further, in the film forming method according to the present invention, the thick portion of the film pattern to be grown on the film growth substrate is provided between the substrate heating table for heating the film growth substrate and the film growth substrate. The substrate growth table with the thick part in contact with the substrate for film growth, or vice versa, the thick film part in contact with the substrate heating table. The process of growing a film on the substrate for use was adopted.

【0026】また、本発明にかかる他の成膜方法におい
ては、被膜成長用基板を加熱する基板加熱台の上に、成
長すべき被膜パターンの肉厚部を有する被膜成長用基板
を、肉厚部が基板加熱台に接するように載置した状態
で、被膜成長用基板の上に被膜を成長する工程を採用し
た。
In another film forming method according to the present invention, a film growth substrate having a thick part of a film pattern to be grown is formed on a substrate heating table for heating the film growth substrate. The step of growing a film on the film-growth substrate with the part placed in contact with the substrate heating table was adopted.

【0027】また、本発明にかかる成膜装置において
は、被膜成長用基板を加熱する基板加熱台の上に、成長
すべき被膜パターンの肉厚部を有する基板載置台が載置
された構成を採用した。
Further, in the film forming apparatus according to the present invention, the substrate mounting table having the thick portion of the film pattern to be grown is placed on the substrate heating table for heating the film growth substrate. Adopted.

【0028】[0028]

【作用】図1は、本発明の光検知装置の製造工程説明図
であり、(A)〜(C)は各工程を示している。この図
において、1はSi基板、2はCdTeバッファ層、2
1 は凹部、22は溝、3はp型HgCdTe層、4はn
型HgCdTe層である。
1A to 1C are views for explaining the manufacturing process of the photodetector of the present invention, and FIGS. 1A to 1C show each process. In this figure, 1 is a Si substrate, 2 is a CdTe buffer layer, 2
1 is a recess, 2 2 is a groove, 3 is a p-type HgCdTe layer, 4 is n
It is a type HgCdTe layer.

【0029】この製造工程説明図によって、Si基板の
上に成長したHgCdTe層を用いた赤外線検知装置の
製造方法およびその結果製造される赤外線検知装置の構
成を説明する。
A method of manufacturing an infrared detecting device using an HgCdTe layer grown on a Si substrate and a configuration of the infrared detecting device manufactured as a result will be described with reference to the manufacturing process explanatory diagrams.

【0030】第1工程(図1(A)参照) Si基板1の上にCdTeバッファ層2を形成し、この
CdTeバッファ層2の赤外線検知素子を形成する予定
の領域をCdTeバッファ層2の一部を残してエッチン
グ除去して凹部21 を形成する。
First step (see FIG. 1A) The CdTe buffer layer 2 is formed on the Si substrate 1, and the region of the CdTe buffer layer 2 where the infrared detecting element is to be formed is formed on the CdTe buffer layer 2. leaving part forming a recess 2 1 is removed by etching.

【0031】第2工程(図1(B)参照) 前工程で形成した凹部21 を埋めるようにp型HgCd
Te層3を成長した後に、p型HgCdTe層3の周囲
がCdTeバッファ層2によって囲まれるような形とな
るように、p型HgCdTe層3の上部を除去する。
[0031] The second step (FIG. 1 (B) refer) p-type HgCd to fill the recess 2 1 formed in the preceding step
After growing the Te layer 3, the upper portion of the p-type HgCdTe layer 3 is removed so that the p-type HgCdTe layer 3 is surrounded by the CdTe buffer layer 2.

【0032】第3工程(図1(C)参照) 前工程で孤立された個々のp型HgCdTe層3の上面
に開口を有するマスクを形成し、このマスクを用いてB
等のn型不純物をイオン注入して選択的にn型HgCd
Te層4を形成して、赤外線検知素子のpn接合を形成
する。次いで、赤外線検知素子を形成する領域の周囲の
n型HgCdTe層4をエッチングして溝22 を形成し
て個々の赤外線検知素子を分離するが、その際に、p型
HgCdTe層3の周囲にCdTeバッファ層2が一部
残るようにエッチングして、エッチングがp型HgCd
Te層3に及ばないようにする。したがって、エッチン
グ後には、各赤外線検知素子が格子状の溝22 によって
分離されて、赤外線検知素子を形成したp型HgCdT
e層3の側面がCdTeバッファ層によって覆われた構
造になる。
Third step (see FIG. 1C) A mask having an opening is formed on the upper surface of each p-type HgCdTe layer 3 isolated in the previous step, and B is formed using this mask.
N-type impurities such as n-type HgCd are selectively implanted by ion implantation.
The Te layer 4 is formed to form a pn junction of the infrared detection element. Then, although the n-type HgCdTe layer 4 around the region for forming the infrared detection element is etched to form the grooves 2 2 separating individual infrared detector element, in this case, around the p-type HgCdTe layer 3 Etching is performed so that the CdTe buffer layer 2 partially remains, and etching is performed using p-type HgCd.
Do not reach the Te layer 3. Therefore, after the etching, the infrared detecting elements are separated by the grid-shaped grooves 2 2 to form the infrared detecting elements of the p-type HgCdT.
The side surface of the e layer 3 is covered with the CdTe buffer layer.

【0033】CdTeバッファ層2は、p型HgCdT
e層3を構成するHgのように構成元素の解離圧が高く
なく、CdTeバッファ層2の格子定数とp型HgCd
Te層3の格子定数はほぼ等しいため両層の間に歪みを
生じない。このため、CdTeバッファ層2をドライエ
ッチングしても空孔によって拡散や欠陥導入が促進され
ることがない。したがって、p型HgCdTe層3には
ドライエッチングによる損傷が拡がることがなく、p型
HgCdTe層3に形成された赤外線検知素子の性能が
劣化するという問題を解決することができる。
The CdTe buffer layer 2 is a p-type HgCdT.
The dissociation pressure of constituent elements such as Hg forming the e layer 3 is not high, and the lattice constant of the CdTe buffer layer 2 and the p-type HgCd
Since the Te layer 3 has substantially the same lattice constant, no strain occurs between the two layers. Therefore, even if the CdTe buffer layer 2 is dry-etched, the holes do not promote diffusion or defect introduction. Therefore, the damage caused by dry etching does not spread to the p-type HgCdTe layer 3, and the problem that the performance of the infrared detection element formed on the p-type HgCdTe layer 3 deteriorates can be solved.

【0034】[0034]

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。 (第1実施例)図2は、第1実施例の赤外線検知装置の
製造工程説明図であり、(A)〜(D)は各工程を示し
ている。
EXAMPLES Examples of the present invention will be described below. (First Embodiment) FIG. 2 is a drawing explaining the manufacturing process of the infrared detector of the first embodiment, and (A) to (D) show each process.

【0035】この図において、1はSi基板、2はCd
Teバッファ層、21 は凹部、22は溝、3はp型Hg
CdTe層、4はn型HgCdTe層、5はZnS保護
膜、61 ,62 は金属配線である。
In this figure, 1 is a Si substrate, 2 is Cd
Te buffer layer, 2 1 is a recess, 2 2 is a groove, 3 is p-type Hg
A CdTe layer, 4 is an n-type HgCdTe layer, 5 is a ZnS protective film, and 6 1 and 6 2 are metal wirings.

【0036】この製造工程説明図によって、第1実施例
の赤外線検知装置の製造方法およびその結果製造された
赤外線検知素子の構成を説明する。
A method of manufacturing the infrared detecting device according to the first embodiment and the structure of the infrared detecting element manufactured as a result will be described with reference to the manufacturing process explanatory drawings.

【0037】第1工程(図2(A)参照) Si基板1の上に厚さ15μmのCdTeバッファ層2
を形成し、このCdTeバッファ層2の赤外線検知素子
を形成する予定の領域をCdTeバッファ層2の一部を
残してフォトリソグラフィー技術を用い、選択的にエッ
チング除去して凹部21 を形成する。このエッチングに
ついては、凹部の深さに対して幅も広いため、ウェット
エッチングを採用してもドライエッチングを採用しても
よい。なお、上述のSi基板1に代えてGaAs基板、
AlO基板等を用いることができ、また、CdTeバッ
ファ層2に代えてCdZnTeバッファ層等を用いるこ
とができる。
First Step (See FIG. 2A) A CdTe buffer layer 2 having a thickness of 15 μm is formed on the Si substrate 1.
Forming a photolithography technique region where to form the infrared sensing element of the CdTe buffer layer 2 leaving a part of the CdTe buffer layer 2, to form a recess 2 1 is selectively etched and removed. As for this etching, since the width is wider than the depth of the concave portion, wet etching or dry etching may be adopted. In addition, instead of the Si substrate 1 described above, a GaAs substrate,
An AlO substrate or the like can be used, and a CdZnTe buffer layer or the like can be used instead of the CdTe buffer layer 2.

【0038】第2工程(図2(B)参照) 前工程で形成した凹部21 を埋めるように厚さ15μm
のHgCdTe層を成長した後に、熱処理(p型処理)
によってHg空孔を形成し、p型化してp型HgCdT
e層3を形成する。
The second step thick 15μm to fill (see FIG. 2 (B) refer) recess 2 1 formed in the preceding step
After growing the HgCdTe layer of, heat treatment (p-type treatment)
Hg vacancies are formed by means of p-type HgCdT
The e-layer 3 is formed.

【0039】第3工程(図2(C)参照) 第2工程における熱処理によって生じたp型HgCdT
e層3の表面近くの欠陥層を除くため研磨やウェットエ
ッチングを用いて4μm程度p型HgCdTe層3を除
去する。このとき、CdTeバッファ層2の凸部が表面
に表れるまでp型HgCdTe層3の除去を行い、p型
HgCdTe層3の周囲がCdTeバッファ層2によっ
て囲まれるようにする。
Third step (see FIG. 2C) p-type HgCdT produced by heat treatment in the second step
In order to remove the defect layer near the surface of the e layer 3, the p-type HgCdTe layer 3 is removed by polishing or wet etching to about 4 μm. At this time, the p-type HgCdTe layer 3 is removed until the convex portion of the CdTe buffer layer 2 appears on the surface so that the p-type HgCdTe layer 3 is surrounded by the CdTe buffer layer 2.

【0040】その後に残ったp型HgCdTe層3の表
面の一部にフォトリソグラフィー技術を用いてマスクを
形成し、このマスクを通してボロン(B)をイオン注入
してこの部分をn型に変化させてn型HgCdTe層4
を形成する。これによってp型HgCdTe層3中にp
n接合による複数の赤外線検知素子領域が形成されたこ
とになる。
A mask is formed on a part of the surface of the p-type HgCdTe layer 3 remaining after that by using a photolithography technique, and boron (B) is ion-implanted through the mask to change this part to an n-type. n-type HgCdTe layer 4
To form. As a result, the p-type HgCdTe layer 3 has p
This means that a plurality of infrared detecting element regions are formed by n-junction.

【0041】次に、p型HgCdTe層3の上にフォト
リソグラフィー技術を用いて、pn接合による複数の赤
外線検知素子領域の周囲に開口を有するマスク(レジス
ト、金属)を形成し、この開口を通して表面に出ている
CdTeバッファ層2をエッチングして各赤外線検知素
子を分離する。このエッチングは、幅が3μm程度で深
さが15μm程度の格子状の溝22 を形成するため、異
方性のドライエッチングを適用する必要がある。
Next, a photolithography technique is used on the p-type HgCdTe layer 3 to form a mask (resist, metal) having openings around a plurality of infrared detection element regions by pn junction, and the surface is formed through the openings. The CdTe buffer layer 2 shown in FIG. 2 is etched to separate each infrared detecting element. This etching has a width since the depth of about 3μm to form a lattice-shaped grooves 2 2 of about 15 [mu] m, it is necessary to apply the anisotropic dry etching.

【0042】この実施例においては、エッチングされる
溝22 とp型HgCdTe層3の間に2μm程度のCd
Teバッファ層2が存在するため、ドライエッチングに
よる直接的な損傷はp型HgCdTe層3に及ばない。
また、CdTeバッファ層2は、p型HgCdTe層3
を構成するHgのように構成元素の解離圧が高くないた
め、CdTeバッファ層2をドライエッチングしても空
孔によって拡散や欠陥導入が促進されることがない。
[0042] In this example, 2 [mu] m approximately Cd between the grooves 2 2 and p-type HgCdTe layer 3 is etched
Since the Te buffer layer 2 is present, direct damage due to dry etching does not reach the p-type HgCdTe layer 3.
Further, the CdTe buffer layer 2 is the p-type HgCdTe layer 3
Since the dissociation pressure of the constituent elements is not so high as Hg constituting H.sub.g, even if the CdTe buffer layer 2 is dry-etched, the holes do not promote diffusion or defect introduction.

【0043】したがって、p型HgCdTe層3にはド
ライエッチングによる損傷が拡がることがなく、p型H
gCdTe層3に形成された赤外線検知素子の性能が劣
化するという問題を解決することができる。また、この
CdTeバッファ層2は赤外線検知素子の側面を覆って
おり表面保護膜の役割も果たす。
Therefore, the p-type HgCdTe layer 3 is not damaged by dry etching, and the p-type HgCdTe layer 3 is not damaged.
It is possible to solve the problem that the performance of the infrared detection element formed on the gCdTe layer 3 is deteriorated. Further, the CdTe buffer layer 2 covers the side surface of the infrared detection element and also serves as a surface protective film.

【0044】第4工程(図2(D)参照) 赤外線検知素子の表面にZnS保護膜5を形成し、電極
を形成すべき部分に開口を形成した後、その上に金属層
を形成し、パターニングすることによって金属配線
1 ,62 を付着させ、37μmピッチで赤外線検知素
子(pn接合フォトダイオード)が多数並んだ赤外線検
知装置用の素子基板が完成する。このように、赤外線検
知素子の上面にp型領域とn型領域が露出している構造
を用いると、赤外線検知素子の上面から電極をとること
ができ電極形成工程を簡易化することができる。
Fourth step (see FIG. 2D) A ZnS protective film 5 is formed on the surface of the infrared detecting element, an opening is formed in a portion where an electrode is to be formed, and then a metal layer is formed thereon. By patterning, the metal wirings 6 1 and 6 2 are attached, and an element substrate for an infrared detection device in which a large number of infrared detection elements (pn junction photodiodes) are arranged at a pitch of 37 μm is completed. As described above, when the structure in which the p-type region and the n-type region are exposed on the upper surface of the infrared detecting element is used, the electrode can be taken from the upper surface of the infrared detecting element and the electrode forming process can be simplified.

【0045】図3は、第1実施例のハイブリッド型赤外
線検知装置の構成説明図である。この図において、1は
Si基板、2はCdTeバッファ層、22 は溝、3はp
型HgCdTe層、4はn型HgCdTe層、5はZn
S保護膜、61 ,62 は金属配線、7はSi信号処理回
路基板、71 ,72 はMOS回路部、73 は共通電極、
1 ,82 ,83 はInバンプである。
FIG. 3 is an explanatory view of the structure of the hybrid type infrared detecting device of the first embodiment. In this figure, 1 is a Si substrate, 2 is a CdTe buffer layer, 2 2 is a groove, 3 is p.
Type HgCdTe layer, 4 n-type HgCdTe layer, 5 Zn
S protective film, 6 1 and 6 2 metal wiring, 7 Si signal processing circuit board, 7 1 and 7 2 MOS circuit section, 7 3 common electrode,
8 1 , 8 2 and 8 3 are In bumps.

【0046】図2によって説明した製造工程によって完
成した赤外線検知装置用の素子基板の上にMOS回路部
1 ,72 と共通電極73 を有するSi信号処理回路基
板7を載置し、赤外線検知装置用の素子基板の金属配線
1 ,62 とSi信号処理回路基板7のMOS回路部7
1 ,72 、共通電極73 の間をInバンプ81 ,82
3 によって接続する。
The Si signal processing circuit board 7 having the MOS circuit parts 7 1 and 7 2 and the common electrode 7 3 is placed on the element substrate for the infrared detecting device completed by the manufacturing process described with reference to FIG. Metal wiring 6 1 , 6 2 of the element substrate for the detection device and the MOS circuit portion 7 of the Si signal processing circuit substrate 7
1, 7 2, an In bump 8 between the common electrode 7 3 1, 8 2,
Connect by 8 3 .

【0047】その結果、Si基板1の上に形成されたC
dTeバッファ層2によって底面と周囲が囲まれ、Cd
Teバッファ層2に設けられた格子状の溝22 によって
分離されたp型HgCdTe層3の上面の一部に形成さ
れたn型HgCdTe層4との間にpn接合を有し、そ
の上面を覆うZnS保護膜5の開口を通して形成された
金属配線61 ,62 と、Si信号処理回路基板7のMO
S回路部71 ,72 、共通電極73 の間をInバンプ8
1 ,82 ,83 によって接続されたハイブリッド型の赤
外線検知装置が実現される。
As a result, C formed on the Si substrate 1
The bottom surface and the periphery are surrounded by the dTe buffer layer 2, and Cd
A pn junction is formed between the n-type HgCdTe layer 4 formed on a part of the upper surface of the p-type HgCdTe layer 3 separated by the lattice-shaped grooves 2 2 provided in the Te buffer layer 2 and the upper surface thereof is formed. The metal wirings 6 1 and 6 2 formed through the openings of the ZnS protective film 5 for covering and the MO of the Si signal processing circuit board 7 are formed.
The In bump 8 is provided between the S circuit portions 7 1 and 7 2 and the common electrode 7 3.
A hybrid type infrared detection device connected by 1 , 8 2 and 8 3 is realized.

【0048】図4は、第1実施例のモノリシック型赤外
線検知装置の構成説明図である。この図において、1は
Si基板、2はCdTeバッファ層、22 は溝、3はp
型HgCdTe層、4はn型HgCdTe層、5はZn
S保護膜、61 ,62 は金属配線、71 ,72 はMOS
回路部である。
FIG. 4 is a diagram showing the construction of the monolithic infrared detector of the first embodiment. In this figure, 1 is a Si substrate, 2 is a CdTe buffer layer, 2 2 is a groove, 3 is p.
Type HgCdTe layer, 4 n-type HgCdTe layer, 5 Zn
S protective film, 6 1 and 6 2 are metal wiring, and 7 1 and 7 2 are MOS
It is a circuit part.

【0049】MOS回路部71 ,72 を形成したSi基
板1を用いて、図2によって説明した製造工程におい
て、赤外線検知装置を形成し、隣接する赤外線検知素子
の間のSi基板1の上に露出するMOS回路部71 ,7
2 に赤外線検知素子の金属配線61 ,62 を接続する。
In the manufacturing process described with reference to FIG. 2, the infrared detecting device is formed by using the Si substrate 1 on which the MOS circuit parts 7 1 and 7 2 are formed, and the infrared detecting device is formed on the Si substrate 1 between the adjacent infrared detecting elements. Exposed MOS circuit parts 7 1 , 7
Connect the metal wires 6 1 , 6 2 of the infrared detection element to 2 .

【0050】その結果、Si基板1の上に形成されたC
dTeバッファ層2によって底面と周囲が囲まれ、Cd
Teバッファ層2に設けられた格子状の溝22 によって
分離されたp型HgCdTe層3の上面の一部に形成さ
れたn型HgCdTe層4との間にpn接合を有し、そ
の上面を覆うZnS保護膜5の開口を通して形成された
金属配線61 ,62 と、Si基板1の上に形成されたM
OS回路部71 ,72の間が接続されたモノリシック型
の赤外線検知装置が実現される。
As a result, C formed on the Si substrate 1
The bottom surface and the periphery are surrounded by the dTe buffer layer 2, and Cd
A pn junction is formed between the n-type HgCdTe layer 4 formed on a part of the upper surface of the p-type HgCdTe layer 3 separated by the lattice-shaped grooves 2 2 provided in the Te buffer layer 2 and the upper surface thereof is formed. Metal wirings 6 1 and 6 2 formed through the opening of the ZnS protective film 5 for covering and M formed on the Si substrate 1
A monolithic infrared detection device in which the OS circuit parts 7 1 and 7 2 are connected to each other is realized.

【0051】(第2実施例)第1実施例においては、H
gCdTe層にHg空孔を導入してp型とし、これにB
をイオン注入してpn接合を形成したが、これに代えて
HgCdTe層にアクセプタとしてAs,Sbを、また
ドナーとしてI,In,Gaを導入した2層を成長して
pn接合を形成することもできる。
(Second Embodiment) In the first embodiment, H
Introduce Hg vacancies into the gCdTe layer to make it p-type, and
Was ion-implanted to form a pn junction. Alternatively, a HgCdTe layer may be grown to form As and Sb as acceptors and I, In, and Ga as donors to form a pn junction. it can.

【0052】図5は、第2実施例の赤外線検知装置の製
造工程説明図である。この図において、11はSi基
板、12はCdTeバッファ層、121 は凹部、13は
p型HgCdTe層、14はn型HgCdTe層であ
る。この製造工程説明図によって、第2実施例の赤外線
検知装置の製造方法を説明する。
FIG. 5 is an explanatory view of the manufacturing process of the infrared detector of the second embodiment. In this figure, the Si substrate 11, 12 is CdTe buffer layer, 12 first recess, 13 p-type HgCdTe layer 14 is an n-type HgCdTe layer. A method of manufacturing the infrared detection device according to the second embodiment will be described with reference to the manufacturing process explanatory diagram.

【0053】第1工程 Si基板11の上にCdTeバッファ層12を形成し、
このCdTeバッファ層12の赤外線検知素子を形成す
る予定の領域をCdTeバッファ層12の一部を残して
選択的にエッチング除去して凹部121 を形成する。
First Step A CdTe buffer layer 12 is formed on the Si substrate 11,
The region of the CdTe buffer layer 12 where the infrared detecting element is to be formed is selectively removed by etching while leaving a part of the CdTe buffer layer 12 to form the recess 12 1 .

【0054】第2工程 前工程で形成したCdTeバッファ層12の凹部121
を埋めるようにAsを添加したp型HgCdTe層13
を形成する。このp型HgCdTe層13の表面形状
は、CdTeバッファ層12の凹部121 の形状と同様
になり凹凸を生じる。
Second step CdTe buffer layer 12 recess 12 1 formed in the previous step
P-type HgCdTe layer 13 with As added to fill
To form. The surface shape of the p-type HgCdTe layer 13 is similar to the shape of the concave portion 12 1 of the CdTe buffer layer 12, and unevenness occurs.

【0055】第3工程 表面に凹凸形状を有するp型HgCdTe層13の上に
沃素(I)を添加したn型HgCdTe層14を形成す
る。
Third Step: An n-type HgCdTe layer 14 containing iodine (I) is formed on the p-type HgCdTe layer 13 having an uneven surface.

【0056】第4工程 表面に凹凸形状を有するn型HgCdTe層14とp型
HgCdTe層13の一部を、CdTeバッファ層12
の凹部121 の間の凸部の上端まで研磨等によって除去
し、p型HgCdTe層13の一部にn型HgCdTe
層14を残すことによって赤外線検知素子となるpn接
合を形成する。
Fourth Step A part of the n-type HgCdTe layer 14 and the p-type HgCdTe layer 13 having irregularities on the surface is partially replaced with the CdTe buffer layer 12.
The upper portions of the convex portions between the concave portions 12 1 are removed by polishing or the like, and the n-type HgCdTe layer 13 is partially formed on the p-type HgCdTe layer 13.
By leaving the layer 14, a pn junction to be an infrared sensing element is formed.

【0057】その後、赤外線検知素子となるpn接合の
周囲のCdTeバッファ層12に溝を形成して素子間分
離する工程以降の工程、あるいはハイブリッド型、モノ
リシック型赤外線検知装置を製造する工程は、先に第1
実施例によって説明したとおりである。
After that, the steps after the step of forming a groove in the CdTe buffer layer 12 around the pn junction which becomes the infrared detecting element to separate the elements or the step of manufacturing the hybrid type or monolithic type infrared detecting device are performed first. First
As described in the examples.

【0058】なお、熱処理をp処理からn処理に変える
だけで、上記と同様の工程により、第2実施例と同様の
分離構造の赤外線検知素子基板を形成することができ
る。この場合は、p型層とn型層が逆であってもよい。
By changing the heat treatment from the p treatment to the n treatment, the infrared detecting element substrate having the separation structure similar to that of the second embodiment can be formed by the same process as described above. In this case, the p-type layer and the n-type layer may be reversed.

【0059】(第3実施例)図6は、第3実施例の赤外
線検知装置の製造工程説明図である。この図において、
21はSi基板、22はCdTeバッファ層、231
凹部、23はp型Hg0.5 Cd0.5 Te層、232
溝、24はp型Hg0.8 Cd0. 2 Te層、25はn型H
0.8 Cd0.2 Te層、26は保護膜、27は金属電極
である。この製造工程説明図によって、第2実施例の赤
外線検知装置の製造方法を説明する。
(Third Embodiment) FIGS. 6A to 6C are explanatory views of the manufacturing process of the infrared detector of the third embodiment. In this figure,
21 Si substrate, 22 is CdTe buffer layer, 23 1 recesses, p-type Hg 0.5 Cd 0.5 Te layers 23, 23 2 grooves, 24 p-type Hg 0.8 Cd 0. 2 Te layer 25 is n-type H
g 0.8 Cd 0.2 Te layer, 26 a protective film, and 27 a metal electrode. A method of manufacturing the infrared detection device according to the second embodiment will be described with reference to the manufacturing process explanatory diagram.

【0060】第1工程 Si基板21の上にCdTeバッファ層22を形成し、
このCdTeバッファ層22の上にAsを添加したp型
Hg0.5 Cd0.5 Te層23を形成する。このp型Hg
0.5 Cd0.5 Te層23の赤外線検知素子を形成する予
定の領域を、p型Hg0.5 Cd0.5 Te層23の一部を
残して選択的にエッチング除去して凹部231 を形成す
る。
First Step A CdTe buffer layer 22 is formed on the Si substrate 21,
On the CdTe buffer layer 22, a p-type Hg 0.5 Cd 0.5 Te layer 23 containing As is formed. This p-type Hg
The region of the 0.5 Cd 0.5 Te layer 23 where the infrared detecting element is to be formed is selectively removed by etching while leaving a part of the p-type Hg 0.5 Cd 0.5 Te layer 23 to form the recess 23 1 .

【0061】第2工程 前工程で形成したp型Hg0.5 Cd0.5 Te層23の凹
部231 を埋めるようにHg空孔を有するp型Hg0.8
Cd0.2 Te層(Cd組成比<30%)24を形成す
る。
Second Step p-type Hg 0.8 having Hg vacancies so as to fill the recess 23 1 of the p-type Hg 0.5 Cd 0.5 Te layer 23 formed in the previous step.
A Cd 0.2 Te layer (Cd composition ratio <30%) 24 is formed.

【0062】第3工程 p型Hg0.8 Cd0.2 Te層24の表面の一部にフォト
リソグラフィー技術を用いてマスクを形成し、このマス
クを通してボロン(B)をイオン注入してこの部分をn
型に変化させてn型Hg0.8 Cd0.2 Te層25を形成
して、p型Hg 0.8 Cd0.2 Te層24の中にpn接合
による複数の赤外線検知素子領域が形成されたことにな
る。
Third step p-type Hg0.8Cd0.2Photo on part of the surface of Te layer 24
A mask is formed using lithography technology, and
Boron (B) is ion-implanted through the
N type Hg0.8Cd0.2Form Te layer 25
And then p-type Hg 0.8Cd0.2Pn junction in Te layer 24
Due to this, multiple infrared detection element areas have been formed.
It

【0063】第4工程 次に、p型Hg0.8 Cd0.2 Te層24の上にフォトリ
ソグラフィー技術を用いて、pn接合による複数の赤外
線検知素子領域の周囲に開口を有するマスクを形成し、
この開口を通して表面に出ているp型Hg0.5 Cd0.5
Te層23をエッチングし、溝232 によって各赤外線
検知素子を分離する。
Fourth Step Next, a mask having openings around a plurality of infrared detection element regions formed by pn junction is formed on the p-type Hg 0.8 Cd 0.2 Te layer 24 by photolithography.
P-type Hg 0.5 Cd 0.5 exposed on the surface through this opening
The Te layer 23 is etched to separate the infrared detecting elements by the groove 23 2 .

【0064】このエッチングは、幅が狭く深さが深い格
子状の溝232 を形成するため、ドライエッチング法を
適用する必要があるが、この実施例においては、エッチ
ングされる溝232 とp型Hg0.8 Cd0.2 Te層24
の間にp型Hg0.5 Cd0.5Te層23が存在するた
め、ドライエッチングによる直接的な損傷はp型Hg0.
8 Cd0.2 Te層24に及ばない。
This etching forms a lattice-shaped groove 23 2 having a small width and a large depth, and therefore it is necessary to apply a dry etching method. In this embodiment, the groove 23 2 to be etched and the groove 23 2 to be etched are formed. Type Hg 0.8 Cd 0.2 Te layer 24
Since there is a p-type Hg 0.5 Cd 0.5 Te layer 23 between them, the direct damage due to dry etching is p-type Hg 0.5 .
It does not reach the 8 Cd 0.2 Te layer 24.

【0065】また、Cd組成比が比較的大きいp型Hg
0.5 Cd0.5 Te層23は、Cd組成比が比較的小さい
p型Hg0.8 Cd0.2 Te層24より構成元素の解離圧
が高くないためドライエッチングや他の熱処理を行う工
程でp型Hg0.8 Cd0.2 Te層24を保護することに
なる。また、p型Hg0.5 Cd0.5 Te層23とp型H
0.8 Cd0.2 Te層24の格子定数が等しいため両層
の間に歪みを生じない。
Further, p-type Hg having a relatively large Cd composition ratio
The 0.5 Cd 0.5 Te layer 23 does not have a dissociation pressure of constituent elements higher than that of the p-type Hg 0.8 Cd 0.2 Te layer 24 having a relatively small Cd composition ratio, and therefore the p-type Hg 0.8 Cd 0.2 It will protect the Te layer 24. In addition, the p-type Hg 0.5 Cd 0.5 Te layer 23 and the p-type Hg
Since the lattice constants of the g 0.8 Cd 0.2 Te layer 24 are equal, no strain occurs between the two layers.

【0066】第5工程 pn接合が形成されているp型Hg0.8 Cd0.2 Te層
24からp型Hg0.5Cd0.5 Te層23の上にかけて
保護膜26を形成し、保護膜26の開口を通して金属電
極27を形成する。
Fifth Step A protective film 26 is formed from the p-type Hg 0.8 Cd 0.2 Te layer 24 having the pn junction formed thereon to the p-type Hg 0.5 Cd 0.5 Te layer 23, and the metal electrode is formed through the opening of the protective film 26. 27 is formed.

【0067】p型Hg0.5 Cd0.5 Te層23の、分離
用の溝232 の側面に不純物を添加して電気的導通が取
れるようにしておき、かつ溝232 の深さを調節してp
型Hg0.5 Cd0.5 Te層23が少し残るようにする
と、金属配線を形成する工程が不要になる。
Impurities are added to the side surface of the separating groove 23 2 of the p-type Hg 0.5 Cd 0.5 Te layer 23 so that electrical conduction can be established, and the depth of the groove 23 2 is adjusted so that p
When the type Hg 0.5 Cd 0.5 Te layer 23 is left slightly, the step of forming the metal wiring becomes unnecessary.

【0068】(第4実施例)図7は、第4実施例の赤外
線検知装置の製造工程説明図であり、(A),(B)は
各工程を示している。この図において、31はSi基
板、311 は突条、312 は溝、32はCdTeバッフ
ァ層、321 は凹部、33はp型HgCdTe層であ
る。この製造工程説明図によって、第4実施例の赤外線
検知装置の製造方法を説明する。
(Fourth Embodiment) FIG. 7 is a drawing for explaining the manufacturing process of the infrared detector of the fourth embodiment, and (A) and (B) show the respective processes. In this figure, 31 is a Si substrate, 31 1 is a ridge, 31 2 is a groove, 32 is a CdTe buffer layer, 32 1 is a recess, and 33 is a p-type HgCdTe layer. A method of manufacturing the infrared detection device of the fourth embodiment will be described with reference to the manufacturing process explanatory diagram.

【0069】第1工程(図7(A)参照) Si基板31の上面に予め凹凸加工を施し、赤外線検知
素子を形成する予定の領域を囲む突条311 を形成し、
このSi基板31の上にCdTeバッファ層32を成長
する。成長したCdTeバッファ層32の表面には凹部
321 が形成される。この凹部321 を有するCdTe
バッファ層32の上にp型HgCdTe層33を成長す
る。
First step (see FIG. 7A) The upper surface of the Si substrate 31 is preliminarily processed to have projections and depressions to form a ridge 31 1 surrounding an area where an infrared detecting element is to be formed.
A CdTe buffer layer 32 is grown on this Si substrate 31. A recess 32 1 is formed on the surface of the grown CdTe buffer layer 32. CdTe having this recess 32 1
A p-type HgCdTe layer 33 is grown on the buffer layer 32.

【0070】第2工程(図7(B)参照) 前工程で形成したCdTeバッファ層32とp型HgC
dTe層33を、Si基板31の上面に形成した突条3
1 の上端まで除去し、次いで、Si基板31の上面の
突条311 の部分をドライエッチングして溝312 を形
成することによって、赤外線検知素子領域を分離する。
なお、p型HgCdTe層33上にpn接合を形成する
工程等は先に説明した実施例と同様であるため省略され
ている。
Second step (see FIG. 7B) CdTe buffer layer 32 and p-type HgC formed in the previous step
The ridge 3 having the dTe layer 33 formed on the upper surface of the Si substrate 31.
It was removed to 1 1 of the upper end, and then, by forming a groove 31 2 ridges 31 1 part of the upper surface of the Si substrate 31 is dry etched to separate the infrared detection element region.
The step of forming a pn junction on the p-type HgCdTe layer 33 and the like are the same as those in the above-described embodiment, and are therefore omitted.

【0071】先に説明した、第1実施例から第3実施例
までの赤外線検知装置の製造方法においては、Si基板
の上に均一な厚さで成長したCdTeバッファ層、ある
いは、Si基板の上に成長したCdTeバッファ層の上
に一様な厚さのp型Hg0.5Cd0.5 Te層23を成長
した後に、フォトリソグラフィー技術を用いて目的とす
る凹凸加工を行っていた。
In the above-described methods for manufacturing the infrared detectors according to the first to third embodiments, the CdTe buffer layer grown to have a uniform thickness on the Si substrate or the Si substrate on the Si substrate is used. After the p-type Hg 0.5 Cd 0.5 Te layer 23 having a uniform thickness was grown on the CdTe buffer layer that was grown, the target unevenness processing was performed using the photolithography technique.

【0072】以下説明する本発明の成膜方法および成膜
装置は、広く気相成長技術を用いた結晶および素子の製
造方法に適用できるが、前述した各実施例の赤外線検知
装置の製造方法に好適に適用することができる。
The film forming method and the film forming apparatus of the present invention described below can be widely applied to the manufacturing method of the crystal and the element using the vapor phase growth technique. It can be applied suitably.

【0073】一般に、気相成長法を用いると、基板の上
に異なる種類、あるいは異なる特性を有する結晶層等の
被膜を連続して成長することができるため、例えば、安
価な基板の上に化合物半導体結晶層等を形成することに
よって化合物半導体デバイス等を量産し、あるいは素子
構造の多層化が要求される新機能デバイスを開発する上
で不可欠である。
In general, when the vapor phase growth method is used, it is possible to continuously grow a film such as a crystal layer having different kinds or different characteristics on a substrate. Therefore, for example, a compound is formed on an inexpensive substrate. It is indispensable for mass production of compound semiconductor devices and the like by forming semiconductor crystal layers and the like, or for development of new functional devices that require multilayered element structures.

【0074】従来は、基板上に突起、突条等を形成する
必要がある場合は、一様な厚さのウェーハまたは一様な
厚さで成長した被膜にエッチング法等の加工技術を施す
ことによって目的とする構造を実現していた。しかし、
こうした加工技術は、デバイスの微細化に伴って、工程
数が増え、あるいは工程が複雑化し、それが歩留りを下
げる原因になっていた。
Conventionally, when it is necessary to form protrusions, ridges, etc. on a substrate, a wafer having a uniform thickness or a film grown with a uniform thickness is subjected to a processing technique such as an etching method. Has achieved the desired structure. But,
Such a processing technique increases the number of processes or complicates the process along with the miniaturization of devices, which causes a decrease in yield.

【0075】また、異種基板上に成長した結晶層等の被
膜においては、基板と被膜との熱膨張係数の違いから、
熱サイクルを有する工程を加える段階で素子特性が劣化
する原因になる転移等が入りやすくなる。したがって、
被膜の成長自体によって、ある程度までの素子化を実現
し、工程の簡略、省略化を目指す必要がある。
In the case of a film such as a crystal layer grown on a different type of substrate, due to the difference in the coefficient of thermal expansion between the substrate and the film,
At the stage of adding a process having a heat cycle, transitions and the like that cause deterioration of device characteristics are likely to occur. Therefore,
It is necessary to realize the device to some extent by the growth of the coating itself, aiming at simplification and omission of the process.

【0076】本発明の成膜方法または成膜装置は、一様
な厚さの基板をエッチング加工することに代えて、基板
上に半導体層等の被膜を成長する工程において、目的と
するデバイス構造に見合った方法を用いて、被膜の成長
自体によってデバイス構造の一部を形成する手段を提供
することを目的とするものである。基板上に素子構造の
一部を、いわゆる、選択成長によって形成することによ
って、製造工程の当初から結晶層等の被膜を素子サイズ
に分離することができるため、熱サイクルによる結晶層
等の被膜への影響を抑えることが可能になる。
The film-forming method or film-forming apparatus of the present invention has a target device structure in the step of growing a film such as a semiconductor layer on the substrate instead of etching the substrate having a uniform thickness. It is intended to provide a means of forming part of the device structure by growth of the film itself, using a method commensurate with. By forming a part of the device structure on the substrate by so-called selective growth, it is possible to separate the film such as a crystal layer into the device size from the beginning of the manufacturing process. It is possible to suppress the influence of.

【0077】図9は、本発明の成膜方法および成膜装置
の原理説明図であり、(A)〜(E)は各態様を示して
いる。この図において、51は基板加熱台、52は基板
載置台、53,54は被膜成長用基板である。
FIG. 9 is an explanatory view of the principle of the film forming method and the film forming apparatus of the present invention, and (A) to (E) show respective modes. In this figure, 51 is a substrate heating table, 52 is a substrate mounting table, and 53 and 54 are film growth substrates.

【0078】この図は、本発明の3つの態様の成膜方法
および成膜装置を示している。 第1の態様(図9(A)参照) 気相成長装置内の被膜成長用基板53を加熱する基板加
熱台51と被膜成長用基板53の間に、被膜成長用基板
53の上に成長すべき被膜パターンの肉厚部を有する基
板載置台52を、肉厚部が被膜成長用基板53に接する
ように介在させた状態で、被膜成長用基板53の上に所
望のパターンの被膜を成長する。
This figure shows a film forming method and a film forming apparatus according to three aspects of the present invention. First Aspect (See FIG. 9A) Between the substrate heating table 51 for heating the film growth substrate 53 in the vapor phase growth apparatus and the film growth substrate 53, the film is grown on the film growth substrate 53. A substrate mounting table 52 having a thick portion of a desired film pattern is interposed so that the thick portion contacts the film-growth substrate 53, and a film having a desired pattern is grown on the film-growth substrate 53. .

【0079】第2の態様(図9(B)参照) 気相成長装置内の被膜成長用基板53を加熱する基板加
熱台51と被膜成長用基板53の間に、被膜成長用基板
53の上に成長すべき被膜パターンの肉厚部を有する基
板載置台52を、肉厚部が基板加熱台51に接するよう
に介在させた状態で、被膜成長用基板53の上に所望の
パターンの被膜を成長する。
Second Mode (Refer to FIG. 9B) Between the substrate heating table 51 for heating the film growth substrate 53 in the vapor phase growth apparatus and the film growth substrate 53, the film growth substrate 53 is provided. The substrate mounting table 52 having the thick portion of the coating pattern to be grown on is intervened so that the thick portion contacts the substrate heating table 51, and the coating of the desired pattern is formed on the coating growth substrate 53. grow up.

【0080】第3の態様(図9(C)参照) 気相成長装置内の被膜成長用基板を加熱する基板加熱台
51の上に、成長すべき被膜パターンの肉厚部を有する
被膜成長用基板54を、肉厚部が基板加熱台51に接す
るように載置した状態で、被膜成長用基板54の上に所
望のパターンの被膜を成長する。なお、図9(D),
(E)は、基板載置台52と被膜成長用基板53の位置
関係を示している。
Third Mode (see FIG. 9C) For film growth having a thick portion of a film pattern to be grown on a substrate heating table 51 for heating a film growth substrate in a vapor phase growth apparatus. The substrate 54 is placed with its thick portion in contact with the substrate heating table 51, and a film having a desired pattern is grown on the film growth substrate 54. In addition, FIG.
(E) shows the positional relationship between the substrate mounting table 52 and the film growth substrate 53.

【0081】第1の態様と第2の態様においては、基板
加熱台51を加熱すると、被膜成長用基板53の表面の
基板載置台52の肉厚部に対応する部分は、基板加熱台
51との間の熱抵抗が小さいため高温になり、肉薄部に
対応する部分は空間があって熱抵抗が大きいため低温に
なり、被膜成長用基板53の表面に基板載置台の肉厚部
のパターンと同じ高温領域を有する温度分布が生じる。
In the first and second aspects, when the substrate heating table 51 is heated, the portion of the surface of the film growth substrate 53 corresponding to the thick portion of the substrate mounting table 52 is the substrate heating table 51. Since the thermal resistance between the two is small, the temperature becomes high, and the portion corresponding to the thin portion has a space and the thermal resistance is large, so the temperature becomes low, and the pattern of the thick portion of the substrate mounting table is formed on the surface of the film growth substrate 53. A temperature distribution with the same high temperature region results.

【0082】この状態で被膜成長用基板53の上面に、
CVD,MOCVD等の成長法によって結晶層等の被膜
を成長すると、温度の高い部分には有機金属が分解し易
いため厚い被膜が成長し、温度が低い部分には有機金属
が分解し難いため薄い被膜が成長する。したがって、基
板載置台52の肉厚部のパターンに対応する突起や突条
等を成長することができる。
In this state, on the upper surface of the film growth substrate 53,
When a film such as a crystal layer is grown by a growth method such as CVD or MOCVD, a thick film grows because the organic metal is easily decomposed in a high temperature portion, and the organic metal is difficult to decompose in a low temperature portion, which is thin. The film grows. Therefore, it is possible to grow protrusions, ridges, etc. corresponding to the pattern of the thick portion of the substrate mounting table 52.

【0083】図10は、成長温度とHgCdTeの成長
速度の関係説明図である。この図の横軸は成長温度を示
し、縦軸はHgCdTeの成長速度を示しているが、成
長温度の上昇とともに、成長速度が増大していることが
わかる。
FIG. 10 is a diagram for explaining the relationship between the growth temperature and the growth rate of HgCdTe. The horizontal axis of this figure shows the growth temperature and the vertical axis shows the growth rate of HgCdTe, but it can be seen that the growth rate increases with the increase of the growth temperature.

【0084】また、混晶系の被膜を成長する場合には、
被膜成長用基板の温度によって混晶比(組成)が異なる
被膜が成長するため、基板載置台52の肉厚部のパター
ンに対応する組成分布をもたせることができる。これ
は、組成比の異同によって、電気特性の異なる領域を形
成する場合に有効である。
When growing a mixed crystal type film,
Since a film having a mixed crystal ratio (composition) different depending on the temperature of the film-growth substrate grows, it is possible to provide a composition distribution corresponding to the pattern of the thick portion of the substrate mounting table 52. This is effective when forming regions having different electrical characteristics due to different composition ratios.

【0085】図11は、成長温度とHgCdTe中のC
dの組成比の関係説明図である。この図の横軸は成長温
度を示し、縦軸は成長したHgCdTe中のCdの組成
比を示しているが、成長温度の上昇とともに、Cdの組
成比が減少し、x値の小さいHg1-x Cdx Teが成長
することがわかる。
FIG. 11 shows the growth temperature and C in HgCdTe.
It is a relationship explanatory view of the composition ratio of d. The horizontal axis of this figure shows the growth temperature and the vertical axis shows the composition ratio of Cd in the grown HgCdTe. However, as the growth temperature rises, the composition ratio of Cd decreases and Hg 1- x Cd x Te is seen to grow.

【0086】また、第3の態様においては、基板加熱台
51を加熱すると、被膜成長用基板54の表面の被膜成
長用基板54の肉厚部に対応する部分は、基板加熱台5
1との間の熱抵抗が小さいため高温になり、肉薄部に対
応する部分は空間があって熱抵抗が大きいため低温にな
り、被膜成長用基板54の表面に被膜成長用基板54の
肉厚部のパターンと同じ高温領域を有する温度分布が生
じる。
Further, in the third embodiment, when the substrate heating table 51 is heated, the portion of the surface of the film growth substrate 54 corresponding to the thick portion of the film growth substrate 54 is heated by the substrate heating table 5.
1 has a small thermal resistance with respect to 1 and becomes a high temperature, and a portion corresponding to the thin portion has a space and has a large thermal resistance, resulting in a low temperature, and the surface of the film growth substrate 54 has a thickness of the film growth substrate 54. A temperature distribution occurs that has the same high temperature region as the pattern of the parts.

【0087】この状態で被膜成長用基板54の上面に、
CVD,MOCVD等の成長法によって結晶層等の被膜
を成長すると、成長速度が被膜成長用基板54の表面温
度に依存するため、温度の高い部分には厚い被膜が成長
し、温度が低い部分には薄い被膜が成長する。したがっ
て、被膜成長用基板54の肉厚部のパターンに対応する
突起や突条等、あるいは、成長温度に対する組成を有す
る被膜を成長することができる。
In this state, on the upper surface of the film growth substrate 54,
When a film such as a crystal layer is grown by a growth method such as CVD or MOCVD, the growth rate depends on the surface temperature of the film-growth substrate 54. Therefore, a thick film grows in a high temperature part and a low temperature part in a low temperature part. A thin film grows. Therefore, it is possible to grow a film having a composition with respect to the growth temperature, such as a protrusion or a ridge corresponding to the pattern of the thick portion of the film growth substrate 54.

【0088】(第5実施例)図12は、第5実施例の有
機金属気相成膜装置の概略構成説明図である。この図に
おいて、61は気相成長室、62は原料導入口、63は
排気口、64は基板加熱台、65は基板載置台、66は
被膜成長用基板、67はRFコイルである。
(Fifth Embodiment) FIG. 12 is a schematic diagram showing the structure of a metal-organic vapor phase film forming apparatus according to the fifth embodiment. In this figure, 61 is a vapor phase growth chamber, 62 is a raw material introduction port, 63 is an exhaust port, 64 is a substrate heating table, 65 is a substrate mounting table, 66 is a film growth substrate, and 67 is an RF coil.

【0089】この実施例の有機金属気相成膜(MOCV
D)装置においては、原料導入口62と排気口63を有
する気相成長室61の中に、基板加熱台64が配置さ
れ、この基板加熱台64の上に図9によって説明した構
造を有する基板載置台65を載せ、その上に被膜成長用
基板66を載せるようになっている。そして、気相成長
室61の外側に配置されたRFコイル67によって基板
加熱台64を加熱するようになっている。
Metal-organic vapor phase deposition (MOCV) of this example
D) In the apparatus, the substrate heating table 64 is arranged in the vapor phase growth chamber 61 having the raw material introducing port 62 and the exhaust port 63, and the substrate having the structure described with reference to FIG. The mounting table 65 is mounted, and the film growth substrate 66 is mounted thereon. Then, the substrate heating base 64 is heated by the RF coil 67 arranged outside the vapor phase growth chamber 61.

【0090】この有機金属気相成膜装置において、気相
成長室61の中の基板加熱台64の上に目的とするパタ
ーンの肉厚部を有する基板載置台65を載せ、その上に
Si等の被膜成長用基板66を載せ、気相成長室61の
外側に配置されたRFコイル67によって基板加熱台6
4を加熱した状態で原料導入口62から成長しようとす
る被膜の構成元素を含む有機金属ガスを導入し、この有
機金属ガスを被膜成長用基板66上で分解して所望の組
成の被膜を成長する。
In this metal-organic vapor phase film forming apparatus, a substrate placing table 65 having a thick portion of a desired pattern is placed on a substrate heating table 64 in a vapor phase growth chamber 61, and Si or the like is placed thereon. The substrate 66 for growing the film is placed on the substrate heating table 6 by the RF coil 67 arranged outside the vapor phase growth chamber 61.
4 is heated, an organic metal gas containing the constituent elements of the film to be grown is introduced from the raw material introduction port 62, and the organic metal gas is decomposed on the film growth substrate 66 to grow a film having a desired composition. To do.

【0091】図13は、第5実施例の赤外線検知装置の
製造工程説明図であり、(A)〜(C)は各工程を示
し、(D)は接合部を拡大して示している。この図にお
いて、71は被膜成長用基板、72はCdTeバッファ
層、721はp型CdTe(Hg)、722 はCdTe
(Hg)、73はp型HgCdTe層、74はn型Hg
CdTe層、741 は開口、75はHgTe層、76は
絶縁膜、761 は開口、77はp型電極である。
FIGS. 13A to 13C are explanatory views of the manufacturing process of the infrared detector of the fifth embodiment. FIGS. 13A to 13C show each process, and FIG. 13D shows an enlarged joint. In this figure, 71 is a film growth substrate, 72 is a CdTe buffer layer, 72 1 is p-type CdTe (Hg), and 72 2 is CdTe.
(Hg), 73 is p-type HgCdTe layer, 74 is n-type Hg
CdTe layer, 74 1 is an opening, 75 is an HgTe layer, 76 is an insulating film, 76 1 is an opening, and 77 is a p-type electrode.

【0092】この製造工程説明図によって第5実施例の
赤外線検知装置の製造方法を、II−VI族半導体であるH
gCdTe中にpn接合をもつ赤外線検知装置を製造す
る場合を例にして説明する。
The manufacturing method of the infrared detector according to the fifth embodiment will be described with reference to the manufacturing process explanatory diagram.
A case of manufacturing an infrared detector having a pn junction in gCdTe will be described as an example.

【0093】第1工程(図13(A),(D)参照) 厚さが〜500μmで、〜100μmの深さで削りこま
れ、〜100μm程度のピッチを有するパターンの肉圧
部が形成され、Si、サファイア等で構成され基板載置
台52(図9参照)を、その肉厚部を上あるいは下に向
けて、有機金属気相成膜装置の基板加熱台64(図12
参照)の上に載置し、この基板加熱台64の上の基板載
置台65に厚さが〜100μmのSiあるいはGaAs
からなる被膜成長用基板71を載置する。被膜成長用基
板71は、RFコイル76(図12参照)によって基板
加熱台64を誘導加熱することによって加熱される。
First step (see FIGS. 13 (A) and 13 (D)) The thickness is up to 500 μm and is carved at a depth of up to 100 μm to form a meat pressure portion having a pattern with a pitch of up to 100 μm. , Si, sapphire or the like, and the substrate heating table 64 (see FIG. 12) of the metal-organic vapor phase film deposition apparatus with the thick portion facing upward or downward.
) And a substrate mounting table 65 on the substrate heating table 64 with a thickness of ˜100 μm of Si or GaAs.
A film growth substrate 71 made of is placed. The film growth substrate 71 is heated by induction heating the substrate heating table 64 by the RF coil 76 (see FIG. 12).

【0094】有機金属気相成膜装置に導入する原料は、
有機金属のジメチルカドミウム(DMCd)、ジイソプ
ロピルテルル(DIPTe)および金属の水銀(Hg)
であり、これらを水素ガスで希釈し、原料導入口62か
ら5リットル/分の流速で同時に供給する。成長は常圧
下で、360℃で行う。これは、HgTe(HgCdT
e)の解離圧が高く、成長温度を上げると結晶が成長し
なくなるためである。
The raw materials introduced into the metal-organic vapor phase film forming apparatus are
Organometallic dimethyl cadmium (DMCd), diisopropyl tellurium (DIPTe) and metallic mercury (Hg)
That is, these are diluted with hydrogen gas and simultaneously supplied from the raw material inlet 62 at a flow rate of 5 liters / minute. Growth is carried out at 360 ° C. under normal pressure. This is HgTe (HgCdT
This is because the dissociation pressure of e) is high and the crystals will not grow when the growth temperature is raised.

【0095】したがって、成長温度は使用する有機金属
の中で分解温度が高いDIPTeの分解下限温度に設定
する。原料の分圧は、それぞれ、Hgが〜10-2at
m、DMCdが〜10-5atm、DIPTeが〜10-3
atmに設定される。そして、CdTeバッファ層72
/p型HgCdTe層73/n型HgCdTe層74/
HgTe層75と、連続して成長するが、以下、順次説
明する。
Therefore, the growth temperature is set to the lower decomposition temperature of DIPTe, which has a higher decomposition temperature among the organic metals used. The partial pressure of the raw material is such that Hg is -10 -2 at
m, DMCd is -10 -5 atm, DIPTe is -10 -3
It is set to atm. Then, the CdTe buffer layer 72
/ P-type HgCdTe layer 73 / n-type HgCdTe layer 74 /
Although the HgTe layer 75 and the HgTe layer 75 are continuously grown, they will be sequentially described below.

【0096】CdTeバッファ層72を成長する際に
は、成長膜厚への寄与が大きいVI族のDIPTeが分解
し易い高温部で、厚いCdTeバッファ層72が成長
し、低温部でそれよりも薄いCdTeバッファ層72が
成長する。
When the CdTe buffer layer 72 is grown, a thick CdTe buffer layer 72 grows at a high temperature portion where the group VI DIPTe, which makes a large contribution to the grown film thickness, is easily decomposed, and a thicker CdTe buffer layer 72 becomes thinner at a low temperature portion. The CdTe buffer layer 72 grows.

【0097】高温部と低温部の温度差は、〜20℃程度
で、CdTeバッファ層72の成長速度の差は2割程度
である。成長するCdTeバッファ層72の厚さは、高
温部で15μm、低温部で12μmである。
The temperature difference between the high temperature portion and the low temperature portion is about -20 ° C., and the difference in the growth rate of the CdTe buffer layer 72 is about 20%. The thickness of the grown CdTe buffer layer 72 is 15 μm in the high temperature portion and 12 μm in the low temperature portion.

【0098】このCdTeバッファ層72は、GaAs
からなる被膜成長用基板を用いる場合、被膜成長用基板
からの不純物拡散を防ぎ、あるいは格子不整を緩和する
ために必要である。
This CdTe buffer layer 72 is made of GaAs.
When a substrate for film growth made of is used, it is necessary to prevent impurity diffusion from the substrate for film growth or to alleviate lattice mismatch.

【0099】CdTeバッファ層72の上にp型HgC
dTe層73とn型HgCdTe層74を成長する。さ
らに詳細にいえば、Hg1-x Cdx Te層の組成は成長
温度にかなり敏感で、〜20℃の温度差でx=0.5以
上の組成の差が生じる。これはDMCdがDIPTeと
比べ、低温で分解するためで、この成長温度では、基板
加熱台からの輻射熱により、SiあるいはGaAs等の
被膜成長用基板71の上に成長する前からDMCdの分
解が始まってしまう。したがって、温度が高い領域で
は、DMCdが過剰に分解するため、結晶中に取り込ま
れるCdの量が少なくなる。
P-type HgC is formed on the CdTe buffer layer 72.
A dTe layer 73 and an n-type HgCdTe layer 74 are grown. More specifically, the composition of the Hg 1-x Cd x Te layer is quite sensitive to the growth temperature, and a temperature difference of -20 ° C. causes a composition difference of x = 0.5 or more. This is because DMCd decomposes at a lower temperature than DIPTe. At this growth temperature, radiant heat from the substrate heating table causes decomposition of DMCd before it grows on the film growth substrate 71 such as Si or GaAs. Will end up. Therefore, in a region where the temperature is high, DMCd is excessively decomposed, so that the amount of Cd taken into the crystal is reduced.

【0100】一方、温度の低い領域では、DMCdの過
剰分解が抑えられるため、成長する結晶層中に多くのC
dが取り込まれる。デバイス化に当たっては、x=0.
2〜0.3の組成が必要とされるため、供給する原料濃
度比を調整して、被膜成長用基板の高温部で目標組成に
なるようにする。そのため、低温部ではx=0.7以上
の組成をもつHg1-x Cdx Te層が成長する。
On the other hand, in the low temperature region, since excessive decomposition of DMCd is suppressed, a large amount of C is contained in the growing crystal layer.
d is captured. When making a device, x = 0.
Since a composition of 2 to 0.3 is required, the source material concentration ratio to be supplied is adjusted so that the target composition is obtained in the high temperature portion of the film growth substrate. Therefore, the Hg 1-x Cd x Te layer having a composition of x = 0.7 or more grows in the low temperature portion.

【0101】p型HgCdTe層73については、ドー
パントとして有機Asであるターシャリ−ブチルアルシ
ン(分圧〜10-4atm)を導入して成長し、n型Hg
CdTe層74については、不純物を導入することなく
ノンドープで成長する。p型HgCdTe層73、n型
HgCdTe層74についても、CdTeバッファ層7
2と同様に高温部と低温部とで厚みの違いが生じる。
The p-type HgCdTe layer 73 was grown by introducing tert-butylarsine (partial pressure: 10 −4 atm), which is an organic As, as a dopant to grow the n-type HgCdTe layer 73.
The CdTe layer 74 is grown undoped without introducing impurities. Also for the p-type HgCdTe layer 73 and the n-type HgCdTe layer 74, the CdTe buffer layer 7
Similar to No. 2, a difference in thickness occurs between the high temperature portion and the low temperature portion.

【0102】p型HgCdTe層73の成長後の厚さを
2.5μm、n型HgCdTe層74の成長後の厚さを
20μmにする。したがって、低温部に当たる高組成の
領域は18μm程度になる。さらに、その上に導電性を
示すHgTe層75を10μm以上成長することによっ
て、図13(A)に示すような素子構造を形成する。
The thickness of the p-type HgCdTe layer 73 after growth is 2.5 μm, and the thickness of the n-type HgCdTe layer 74 after growth is 20 μm. Therefore, the region of high composition corresponding to the low temperature portion is about 18 μm. Further, an HgTe layer 75 having conductivity is grown thereon to have a thickness of 10 μm or more, thereby forming an element structure as shown in FIG.

【0103】なお、CdTeバッファ層72およびノン
ドープHgCdTe層722 (x値が0.7以上)は絶
縁性を示すため、p型HgCdTe層73およびn型H
gCdTe層74で構成されるn/p構造は絶縁膜によ
って素子分離されるため、図13(D)に示されるよう
なCdTeバッファ層(絶縁膜)72、p型CdTe
(Hg)721 、CdTe(Hg)722 (絶縁膜)、
p型HgCdTe層73、n型HgCdTe層74から
なる構造の被膜を生じる。
Since the CdTe buffer layer 72 and the non-doped HgCdTe layer 72 2 (x value is 0.7 or more) exhibit insulating properties, the p-type HgCdTe layer 73 and the n-type HgCdTe layer 73 are not formed.
Since the n / p structure formed of the gCdTe layer 74 is separated by the insulating film, the CdTe buffer layer (insulating film) 72, the p-type CdTe layer as shown in FIG.
(Hg) 72 1 , CdTe (Hg) 72 2 (insulating film),
A film having a structure composed of the p-type HgCdTe layer 73 and the n-type HgCdTe layer 74 is formed.

【0104】第2工程(図13(B)参照) SiあるいはGaAsの被膜成長用基板71の上に、C
dTeバッファ層72/p型HgCdTe層73/n型
HgCdTe層74/HgTe層75を成長した後に、
表面研磨によって、n型HgCdTe層74/p型Hg
CdTe層73の上のHgTe層75を平坦に削り落と
す。
Second Step (Refer to FIG. 13B) On the Si or GaAs film growth substrate 71, C
After growing the dTe buffer layer 72 / p-type HgCdTe layer 73 / n-type HgCdTe layer 74 / HgTe layer 75,
By surface polishing, n-type HgCdTe layer 74 / p-type Hg
The HgTe layer 75 on the CdTe layer 73 is ground flat.

【0105】第3工程(図13(C)参照) n型HgCdTe層74/p型HgCdTe層73構造
のn型HgCdTe層74にp型HgCdTe層73に
達する開口1 74を形成し、その開口の周囲にZnSか
らなる絶縁膜76を成長し、この絶縁膜76の開口76
1 を通してp型HgCdTe層73に達するp型電極7
7を形成する。
[0105] The third step of the opening 1 74 to reach the p-type HgCdTe layer 73 is formed on the n-type HgCdTe layer 74 (FIG. 13 (C) see) n-type HgCdTe layer 74 / p-type HgCdTe layer 73 structure, the opening An insulating film 76 made of ZnS is grown around the opening 76 of the insulating film 76.
P-type electrode 7 reaching p-type HgCdTe layer 73 through 1
Form 7.

【0106】CdTeバッファ層72によって赤外線検
知素子間が絶縁され、n型HgCdTe層74を介して
p型HgCdTe層73にコンタクトされているHgT
e層75によって共通電極が形成される。したがって、
半導体層の成長工程後の電極形成工程については、Hg
Te層75から電極を取る作業をするだけでよいため、
製造工程の大幅な簡略化が実現される。
The CdTe buffer layer 72 insulates the infrared detecting elements from each other, and the HgT is in contact with the p-type HgCdTe layer 73 through the n-type HgCdTe layer 74.
A common electrode is formed by the e layer 75. Therefore,
For the electrode formation process after the semiconductor layer growth process, Hg
Since it is only necessary to remove the electrode from the Te layer 75,
A great simplification of the manufacturing process is realized.

【0107】(第6実施例)被膜成長用基板71につい
ては、CdTe(HgCdTe)との熱膨張率の問題が
あるため、実施例ごとに最適なものを選択する必要があ
る。第5実施例の場合は、分離溝がない代わりに、成長
によって共通電極を形成するメリットがある。
(Sixth Embodiment) Regarding the film growth substrate 71, it is necessary to select the optimum one for each embodiment because of the problem of the coefficient of thermal expansion with CdTe (HgCdTe). In the case of the fifth embodiment, there is an advantage that the common electrode is formed by growth instead of having no separation groove.

【0108】しかし、分離溝がない関係上、CdTeと
の熱膨張率の差が大きいSi基板を使用すると、熱サイ
クル時に結晶が割れてしまう恐れがあり、そのような場
合には、基板として膨張率の差が小さいGaAsを使う
必要がある。
However, since there is no separation groove, if a Si substrate having a large difference in coefficient of thermal expansion from CdTe is used, the crystal may be cracked during the thermal cycle. In such a case, the crystal expands as a substrate. It is necessary to use GaAs with a small difference in the rate.

【0109】図14は、第6実施例の赤外線検知装置の
製造工程説明図であり、(A)〜(D)は各工程を示し
ている。この図において、81はSi基板、82はCd
Teバッファ層、83はp−HgCdTe層、84はn
−HgCdTe層、841 は開口、85はCdTe層、
851 は分離溝、86は共通電極、87は絶縁膜、87
1 は開口、88は電極である。この製造工程説明図によ
って第2実施例の赤外線検知装置の製造方法を説明す
る。
FIG. 14 is a drawing explaining the manufacturing process of the infrared detector of the sixth embodiment, and (A) to (D) show each process. In this figure, 81 is a Si substrate and 82 is Cd.
Te buffer layer, 83 p-HgCdTe layer, 84 n
-HgCdTe layer, 84 1 opening, 85 CdTe layer,
85 1 is a separation groove, 86 is a common electrode, 87 is an insulating film, 87
1 is an opening and 88 is an electrode. A method of manufacturing the infrared detector according to the second embodiment will be described with reference to the manufacturing process explanatory diagram.

【0110】第1工程(図14(A)参照) Si基板81の上にCdTeバッファ層82、p−Hg
CdTe層83、n−HgCdTe層84を形成した
後、n−HgCdTe層84とp−HgCdTe層83
の赤外線検知素子を形成する予定の領域を残して選択的
にエッチング除去して凹部を形成する。その上の分離溝
を含む全面にCdTe層85を10μm以上形成する。
この場合、CdTe層85の上面は、下地の分離溝の形
状の影響で凹凸形状となる。
First Step (See FIG. 14A) CdTe buffer layer 82 and p-Hg are formed on the Si substrate 81.
After forming the CdTe layer 83 and the n-HgCdTe layer 84, the n-HgCdTe layer 84 and the p-HgCdTe layer 83 are formed.
Then, a recess is formed by selectively etching away the region where the infrared detecting element is to be formed. A CdTe layer 85 is formed on the entire surface including the separation groove on the CdTe layer 85 in a thickness of 10 μm or more.
In this case, the upper surface of the CdTe layer 85 becomes uneven due to the shape of the underlying separation groove.

【0111】第2工程(図14(B)参照) 表面に凹凸形状を有するCdTe層85を、n−HgC
dTe層84の上面が露出するまで研磨によって削り落
とす。得られたp−HgCdTe層83とn−HgCd
Te層84の結晶層は、CdTeバッファ層82とCd
Te層85によって素子分離された、赤外線検知素子と
なるpn接合を形成する。
Second step (see FIG. 14B) The CdTe layer 85 having an uneven surface is formed on the n-HgC layer.
The dTe layer 84 is removed by polishing until the upper surface is exposed. The obtained p-HgCdTe layer 83 and n-HgCd
The crystal layer of the Te layer 84 is composed of the CdTe buffer layer 82 and the CdTe buffer layer 82.
A pn junction, which serves as an infrared detection element, is formed by element separation by the Te layer 85.

【0112】第3工程(図14(C)参照) ドライエッチングによって、赤外線検知素子となるpn
接合を取り巻いている、解離圧が低いCdTe層85と
CdTeバッファ層82の一部を除去して分離溝851
を形成する。
Third step (see FIG. 14C) By dry etching, pn to be an infrared detecting element is formed.
Part of the CdTe layer 85 and the CdTe buffer layer 82 surrounding the junction and having a low dissociation pressure is removed to remove the separation groove 85 1.
To form.

【0113】第4工程(図14(D)参照) 分離溝851 の側壁に導電体層を形成して共通電極86
を形成し、n−HgCdTe層84にp−HgCdTe
層83に達する開口841 を形成し、この開口841
側壁に絶縁膜87を形成し、絶縁膜87の開口871
中にp−HgCdTe層83側の電極88を形成する。
Fourth Step (See FIG. 14D) A common electrode 86 is formed by forming a conductor layer on the sidewall of the isolation trench 85 1.
To form p-HgCdTe on the n-HgCdTe layer 84.
An opening 84 1 reaching the layer 83 is formed, an insulating film 87 is formed on the side wall of the opening 84 1 , and an electrode 88 on the p-HgCdTe layer 83 side is formed in the opening 87 1 of the insulating film 87.

【0114】上記の工程によって、n−HgCdTe層
84が共通電極86によって接続され、分離溝によって
分離された独立した赤外線検知素子のp−HgCdTe
層83に接続された電極を有する赤外線検知装置が形成
される。この場合は、各赤外線検知素子は分離溝851
によって分離されているため、Si基板81と、CdT
eバッファ層82、p−HgCdTe層83、n−Hg
CdTe層84の間に熱膨張率の差によって生じる熱サ
イクル時の歪みを緩和することができる。また、この場
合、p型層とn型層が逆であってもよい。
Through the above steps, the n-HgCdTe layer 84 is connected by the common electrode 86, and p-HgCdTe of the independent infrared detecting element separated by the separation groove is formed.
An infrared sensing device having an electrode connected to layer 83 is formed. In this case, each infrared detection element has a separation groove 85 1
Are separated by Si substrate 81 and CdT.
e buffer layer 82, p-Hg CdTe layer 83, n-Hg
It is possible to relieve the strain during the thermal cycle caused by the difference in the coefficient of thermal expansion between the CdTe layers 84. In this case, the p-type layer and the n-type layer may be reversed.

【0115】この実施例においては赤外線検知装置を製
造する場合について説明したが、この実施例の成膜方法
と成膜装置は一般的な被膜を成長する場合に適用するこ
とができることはいうまでもない。
In this embodiment, the case of manufacturing the infrared detecting device has been described, but it goes without saying that the film forming method and the film forming device of this embodiment can be applied to the case of growing a general film. Absent.

【0116】[0116]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の半導体光
検知装置とその製造方法によると、複数の光検知素子を
形成する半導体結晶層と基板の熱膨張係数が異なる場合
に発生する歪みを防ぐためにドライエッチングによって
各赤外線検知素子を溝または複数の孔によって分離する
際に生じる半導体結晶層の損傷が各赤外線検知素子に及
ばないようにすることができるために、ドライエッチン
グを用いて狭い分離構造を実現することができ、赤外線
検知装置の高集積化、性能向上に寄与するところが大き
い。
As described above, according to the semiconductor photodetecting device and the method of manufacturing the same of the present invention, the strain generated when the semiconductor crystal layer forming the plurality of photodetecting elements and the substrate have different thermal expansion coefficients is applied. To prevent damage to the semiconductor crystal layer that occurs when separating each infrared detection element by grooves or multiple holes by dry etching to prevent each infrared detection element, use dry etching to narrow the separation. The structure can be realized, and it greatly contributes to high integration and performance improvement of the infrared detection device.

【0117】また、本発明の成膜方法と成膜装置による
と、製造工程の大幅な簡略化が実現できるとともに、製
造工程の省略により歩留りを向上させることができるた
め広く成膜技術分野において寄与するところが大きい。
Further, according to the film forming method and the film forming apparatus of the present invention, the manufacturing process can be greatly simplified, and the yield can be improved by omitting the manufacturing process, which contributes widely to the field of film forming technology. There is a lot to do.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の光検知装置の製造工程説明図であり、
(A)〜(C)は各工程を示している。
FIG. 1 is an explanatory view of a manufacturing process of a photodetector of the present invention,
(A)-(C) has shown each process.

【図2】第1実施例の赤外線検知装置の製造工程説明図
であり、(A)〜(D)は各工程を示している。
FIG. 2 is an explanatory view of the manufacturing process of the infrared detection device according to the first embodiment, in which (A) to (D) show each process.

【図3】第1実施例のハイブリッド型赤外線検知装置の
構成説明図である。
FIG. 3 is a structural explanatory view of a hybrid type infrared detection device of a first embodiment.

【図4】第1実施例のモノリシック型赤外線検知装置の
構成説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram of a configuration of a monolithic infrared detector according to the first embodiment.

【図5】第2実施例の赤外線検知装置の製造工程説明図
である。
FIG. 5 is a drawing explaining the manufacturing process of the infrared detector of the second embodiment.

【図6】第3実施例の赤外線検知装置の製造工程説明図
である。
FIG. 6 is a drawing explaining the manufacturing process of the infrared detector of the third embodiment.

【図7】第4実施例の赤外線検知装置の製造工程説明図
であり、(A),(B)は各工程を示している。
FIG. 7 is an explanatory view of the manufacturing process of the infrared detector of the fourth embodiment, in which (A) and (B) show the respective processes.

【図8】従来の赤外線検知装置の製造工程説明図であ
り、(A)〜(C)は各工程を示している。
FIG. 8 is an explanatory view of a manufacturing process of a conventional infrared detection device, and (A) to (C) show each process.

【図9】本発明の成膜方法および成膜装置の原理説明図
であり、(A)〜(E)は各態様を示している。
FIG. 9 is an explanatory view of the principle of the film forming method and the film forming apparatus of the present invention, in which (A) to (E) show respective modes.

【図10】成長温度とHgCdTeの成長速度の関係説
明図である。
FIG. 10 is an explanatory diagram of a relationship between a growth temperature and a growth rate of HgCdTe.

【図11】成長温度とHgCdTe中のCdの組成比の
関係説明図である。
FIG. 11 is a diagram illustrating the relationship between the growth temperature and the composition ratio of Cd in HgCdTe.

【図12】第5実施例の有機金属気相成膜装置の概略構
成説明図である。
FIG. 12 is a schematic structural explanatory view of a metal-organic vapor phase film forming apparatus according to a fifth embodiment.

【図13】第5実施例の赤外線検知装置の製造工程説明
図であり、(A)〜(C)は各工程を示し、(D)は接
合部を拡大して示している。
13A to 13C are explanatory views of the manufacturing process of the infrared detection device of the fifth embodiment, in which (A) to (C) show each process, and (D) shows an enlarged joint portion.

【図14】第6実施例の赤外線検知装置の製造工程説明
図であり、(A)〜(D)は各工程を示している。
FIG. 14 is an explanatory view of the manufacturing process of the infrared detector of the sixth embodiment, in which (A) to (D) show each process.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 Si基板 2 CdTeバッファ層 21 凹部 22 溝 3 p型HgCdTe層 4 n型HgCdTe層 5 ZnS保護膜 61 ,62 金属配線 7 Si信号処理回路基板 71 ,72 MOS回路部 73 共通電極 81 ,82 ,83 Inバンプ 11 Si基板 12 CdTeバッファ層 121 凹部 13 p型HgCdTe層 14 n型HgCdTe層 21 Si基板 22 CdTeバッファ層 23 p型Hg0.5 Cd0.5 Te層 231 凹部 232 溝 24 p型Hg0.8 Cd0.2 Te層 25 n型Hg0.8 Cd0.2 Te層 26 保護膜 27 金属電極 31 Si基板 311 突条 312 溝 32 CdTeバッファ層 321 凹部 33 p型HgCdTe層 41 Si基板 42 CdTeバッファ層 43 HgCdTe層 431 欠陥層 44 n−HgCdTe層 45 溝 51 基板加熱台 52 基板載置台 53,54 被膜成長用基板 61 気相成長室 62 原料導入口 63 排気口 64 基板加熱台 65 基板載置台 66 被膜成長用基板 67 RFコイル 71 Si基板 72 CdTeバッファ層 721 p型CdTe(Hg) 722 CdTe(Hg) 73 p型HgCdTe層 74 n型HgCdTe層 741 開口 75 HgTe層 76 絶縁膜 761 開口 77 p型電極 81 Si基板 82 CdTeバッファ層 83 p−HgCdTe層 84 n−HgCdTe層 841 開口 85 CdTe層 851 分離溝 86 共通電極 87 絶縁膜 871 開口 88 電極1 Si Substrate 2 CdTe Buffer Layer 2 1 Recess 2 2 Groove 3 p-type HgCdTe Layer 4 n-type HgCdTe Layer 5 ZnS Protective Film 6 1 , 6 2 Metal Wiring 7 Si Signal Processing Circuit Board 7 1 7 2 MOS Circuit Section 7 3 Common electrode 8 1 , 8 2 , 8 3 In bump 11 Si substrate 12 CdTe buffer layer 12 1 recess 13 p-type HgCdTe layer 14 n-type HgCdTe layer 21 Si substrate 22 CdTe buffer layer 23 p-type Hg 0.5 Cd 0.5 Te layer 23 1 Depression 23 2 groove 24 p-type Hg 0.8 Cd 0.2 Te layer 25 n-type Hg 0.8 Cd 0.2 Te layer 26 protective film 27 metal electrode 31 Si substrate 31 1 ridge 31 2 groove 32 CdTe buffer layer 32 1 recess 33 p-type HgCdTe layer 41 Si substrate 42 CdTe buffer layer 43 HgCdTe layer 43 1 defect layer 44 n-HgCdTe layer 45 groove 51 substrate Heat block 52 substrate mounting table 53, 54 coat the growth substrate 61 vapor deposition chamber 62 feed inlet 63 outlet 64 substrate for heating the substrate table 65 substrate mounting table 66 film growth 67 RF coil 71 Si substrate 72 CdTe buffer layer 72 1 p-type CdTe (Hg) 72 2 CdTe (Hg) 73 p-type HgCdTe layer 74 n-type HgCdTe layer 74 1 opening 75 HgTe layer 76 insulating film 76 1 opening 77 p-type electrode 81 Si substrate 82 CdTe buffer layer 83 p-HgCdTe layer 84 n-HgCdTe layer 84 1 opening 85 CdTe layer 85 1 separation groove 86 common electrode 87 insulating film 87 1 opening 88 electrode

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 27/14 A ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI Technical indication H01L 27/14 A

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板と、基板とは熱膨張係数が異なり、
構成元素の解離圧が高い半導体結晶層を含み、該構成元
素の解離圧が高い半導体結晶層が溝状、穴状あるいは格
子状の凹部によって少なくとも部分的に分割されて光検
知素子が形成されており、該光検知素子を分割する凹部
の側面が構成元素の解離圧が低く該構成元素の解離圧が
高い半導体結晶層と格子定数が近似する半導体結晶層に
よって覆われていることを特徴とする半導体光検知装
置。
1. The substrate and the substrate have different thermal expansion coefficients,
A semiconductor crystal layer having a high dissociation pressure of the constituent elements, wherein the semiconductor crystal layer having a high dissociation pressure of the constituent elements is at least partially divided by groove-shaped, hole-shaped, or lattice-shaped recesses to form a light-sensing element. And the side surface of the recess dividing the photo-sensing element is covered with a semiconductor crystal layer having a lattice constant similar to that of a semiconductor crystal layer having a low dissociation pressure of the constituent element and a high dissociation pressure of the constituent element. Semiconductor photo detector.
【請求項2】 基板がSi,GaAsまたはAl2 3
によって形成され、光検知素子を形成する構成元素の解
離圧が高い半導体結晶層がHg1-x Cdx Te(x<
0.3)によって形成され、構成元素の解離圧が低く光
検知素子を分割する凹部の側面を覆う半導体結晶層がC
dTe,CdZnTeまたはHg1-x Cdx Te(x>
0.4)によって形成されていることを特徴とする請求
項1に記載された半導体光検知装置。
2. The substrate is Si, GaAs or Al 2 O 3
And a semiconductor crystal layer having a high dissociation pressure of the constituent elements forming the photodetector is Hg 1-x Cd x Te (x <
0.3), which has a low dissociation pressure of the constituent elements and covers the side surface of the recess that divides the photodetector, the semiconductor crystal layer is C
dTe, CdZnTe or Hg 1-x Cd x Te (x>
The semiconductor photodetector according to claim 1, wherein the semiconductor photodetector is formed of 0.4).
【請求項3】 光検知素子が構成元素の解離圧が高い半
導体結晶層のpn接合によって形成され、該pn接合を
形成するp型領域またはn型領域が、半導体結晶層から
その構成元素を解離させた空孔によって電子または正孔
であるキャリアを生成する半導体層によって形成されて
いることを特徴とする請求項1に記載された半導体光検
知装置。
3. A photodetecting element is formed by a pn junction of a semiconductor crystal layer having a high dissociation pressure of constituent elements, and a p-type region or an n-type region forming the pn junction dissociates the constituent elements from the semiconductor crystal layer. The semiconductor photodetecting device according to claim 1, wherein the semiconductor photodetecting device is formed of a semiconductor layer that generates carriers that are electrons or holes by the generated holes.
【請求項4】 光検知素子が構成元素の解離圧が高い半
導体結晶層のpn接合によって形成され、該pn整合を
形成するp型領域またはn型領域が、異なる種類の不純
物を導入することによって電子または正孔であるキャリ
アを生成する半導体層によって形成されていることを特
徴とする請求項1に記載された半導体光検知装置。
4. The photo-sensing element is formed by a pn junction of a semiconductor crystal layer having a high dissociation pressure of constituent elements, and the p-type region or the n-type region forming the pn matching is formed by introducing different kinds of impurities. The semiconductor photodetector according to claim 1, wherein the semiconductor photodetector is formed of a semiconductor layer that generates carriers that are electrons or holes.
【請求項5】 光検知素子の上面にp型領域とn型領域
が露出していることを特徴とする請求項3または請求項
4に記載された半導体光検知装置。
5. The semiconductor photodetecting device according to claim 3, wherein a p-type region and an n-type region are exposed on the upper surface of the photodetecting element.
【請求項6】 基板または基板の上に堆積した構成元素
の解離圧が低い半導体結晶層の表面を柱状、塀状または
格子状の凸部が形成されるように加工する工程と、該凸
部の間に形成された凹部を埋めるように構成元素の解離
圧が高い半導体結晶層を形成する工程と、該基板または
基板の上に堆積された構成元素の解離圧が低い半導体結
晶層を溝状、穴状あるいは格子状に選択的に除去するこ
とによって、該構成元素の解離圧が高い半導体結晶層を
少なくとも部分的に分離して、該構成元素の解離圧が高
い半導体結晶層によって光検知素子を形成する工程を含
むことを特徴とする光検知装置の製造方法。
6. A step of processing the surface of a substrate or a semiconductor crystal layer having a low dissociation pressure of constituent elements deposited on the substrate to form columnar, fence-shaped or lattice-shaped convex portions, and the convex portions. A step of forming a semiconductor crystal layer having a high dissociation pressure of constituent elements so as to fill the recess formed between the substrate and the semiconductor crystal layer having a low dissociation pressure of constituent elements deposited on the substrate or the substrate. , The semiconductor crystal layer having a high dissociation pressure of the constituent element is at least partially separated by selectively removing the constituent element with a high dissociation pressure of the constituent element. A method of manufacturing a photodetecting device, comprising the step of forming.
【請求項7】 基板または基板の上に堆積された構成元
素の解離圧が低い半導体結晶層を溝状、穴状あるいは格
子状に選択的に除去する方法として、イオンまたはプラ
ズマ等の高エネルギー粒子を用いたドライエッチング法
を用い、ドライエッチングされる領域が光検知素子を形
成する構成元素の解離圧が高い半導体結晶層に及ばない
ようにすることを特徴とする請求項6に記載された光検
知装置の製造方法。
7. A method for selectively removing a substrate or a semiconductor crystal layer having a low dissociation pressure of constituent elements deposited on the substrate into a groove shape, a hole shape, or a lattice shape, by using high-energy particles such as ions or plasma. 7. The light according to claim 6, wherein the dry etching method using is used so that the region to be dry-etched does not reach the semiconductor crystal layer in which the dissociation pressure of the constituent elements forming the photodetecting element is high. Manufacturing method of detection device.
【請求項8】 被膜成長用基板を加熱する基板加熱台と
被膜成長用基板の間に、被膜成長用基板の上に成長すべ
き被膜パターンの肉厚部を有する基板載置台を、肉厚部
が被膜成長用基板に接するように介在させた状態で、被
膜成長用基板の上に被膜を成長することを特徴とする成
膜方法。
8. A substrate mounting table having a thick portion of a coating pattern to be grown on the substrate for growing a film is provided between the substrate heating table for heating the substrate for growing a film and the substrate for growing the film. A film forming method, wherein a film is grown on the film-growth substrate with the film being interposed so as to contact the film-growth substrate.
【請求項9】 被膜成長用基板を加熱する基板加熱台と
被膜成長用基板の間に、被膜成長用基板の上に成長すべ
き被膜パターンの肉厚部を有する基板載置台を、肉厚部
が基板加熱台に接するように介在させた状態で、被膜成
長用基板の上に被膜を成長することを特徴とする成膜方
法。
9. A substrate mounting table having a thick portion of a coating pattern to be grown on the substrate for growing a film is provided between the substrate heating table for heating the substrate for growing a film and the substrate for growing the film. A film forming method, wherein a film is grown on a film-growth substrate while the film is interposed so as to contact a substrate heating table.
【請求項10】 被膜成長用基板を加熱する基板加熱台
の上に、成長すべき被膜パターンの肉厚部を有する被膜
成長用基板を、肉厚部が基板加熱台に接するように載置
した状態で、被膜成長用基板の上に被膜を成長すること
を特徴とする成膜方法。
10. A substrate for growing a film having a thick portion of a coating pattern to be grown is placed on a substrate heating table for heating the substrate for growing a film so that the thick portion contacts the substrate heating table. In the state, a film forming method comprising: growing a film on a film growth substrate.
【請求項11】 被膜成長用基板を加熱する基板加熱台
の上に、成長すべき被膜パターンの肉厚部を有する基板
載置台が載置されていることを特徴とする成膜装置。
11. A film forming apparatus, wherein a substrate mounting table having a thick portion of a film pattern to be grown is mounted on a substrate heating table for heating a film growth substrate.
JP6116150A 1994-05-30 1994-05-30 Semiconductor photodetector and its manufacture and method and device for forming film Withdrawn JPH07321369A (en)

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