JPH0818092A - Infrared sensor and manufacture thereof - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、赤外線検知装置及びそ
の製造方法に係り、詳しくは、ＨｇＣｄＴｅ結晶を用い
た多数の画素を集積した赤外線フォトダイオードアレイ
とその製造技術に適用することができ、特に、フォトダ
イオード間の領域に発生したキャリアをダイオードまで
拡散して到達するのを抑えることができ、画素のクロス
トークを生じ難くしてセンサーアレイの空間分解能の低
下を抑えることができる赤外線検知装置及びその製造方
法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an infrared detector and a method of manufacturing the same, and more particularly, it can be applied to an infrared photodiode array in which a large number of pixels using HgCdTe crystals are integrated and a manufacturing technique thereof. In particular, it is possible to suppress the carriers generated in the region between the photodiodes from diffusing and reaching the diodes, which makes it difficult to cause pixel crosstalk and suppress deterioration of the spatial resolution of the sensor array. And a manufacturing method thereof.
【０００２】近年、結晶成長技術及び素子プロセスの進
歩により、数万画素を集積した赤外線検知素子アレイが
開発され注目されてきている。In recent years, due to advances in crystal growth technology and device processes, an infrared detector array having tens of thousands of pixels integrated therein has been developed and attracted attention.
【０００３】[0003]
【従来の技術】まず、ＨｇＣｄＴｅ結晶を用いた赤外線
フォトダイオードアレイの製造方法を例示して従来の赤
外線検知装置を説明する。従来では、まず、ｐ型ＨｇＣ
ｄＴｅ結晶（バルク結晶またはＣｄＴｅ基板上のエピタ
キシャル結晶）表面にＺｎＳからなる保護膜を蒸着形成
し、ＺｎＳ保護膜上に更にパターニングしたフォトレジ
スト膜を形成し、イオン注入によってフォトレジスト膜
開口部のＨｇＣｄＴｅ結晶内にｎ型不純物（バーパン
ト）を導入して、ｎ型に変換してフォトダイオード部
（画素）となるｐ−ｎ接合を形成する。2. Description of the Related Art First, a conventional infrared detector will be described by exemplifying a method of manufacturing an infrared photodiode array using HgCdTe crystal. Conventionally, first of all, p-type HgC
A protective film made of ZnS is formed on the surface of the dTe crystal (bulk crystal or epitaxial crystal on the CdTe substrate) by vapor deposition, a patterned photoresist film is further formed on the ZnS protective film, and HgCdTe in the photoresist film opening is formed by ion implantation. An n-type impurity (burpant) is introduced into the crystal and converted into n-type to form a pn junction which becomes a photodiode portion (pixel).
【０００４】次に、フォトレジスト膜を除去した後、Ｎ
2 雰囲気で熱処理を行い、ＨｇＣｄＴｅ結晶内に導入し
たｎ型不純物の拡散及び活性化を促進する。そして、Ｚ
ｎＳ膜を除去し、その上にパッシベーション膜を形成し
た後、パッシベーション膜にコンタクトホールを形成
し、コンタクトホール内に電極を蒸着形成してコンタク
トを取ることにより、赤外線検知装置を得ることができ
る。Next, after removing the photoresist film, N
Heat treatment is performed in a 2 atmosphere to promote diffusion and activation of n-type impurities introduced into the HgCdTe crystal. And Z
The infrared detection device can be obtained by removing the nS film, forming a passivation film on the nS film, forming a contact hole in the passivation film, forming an electrode in the contact hole by vapor deposition, and making contact.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の赤外線検知装置では、図５に示すように、ｐ型
基板１００１とｎ型領域１００２で形成されるｐｎ接合
部のフォトダイオードとフォトダイオードの間の領域に
赤外線が照射された場合、そのフォトダイオード間の領
域に発生したキャリア１００３は、左右何れのフォトダ
イオードにも拡散して到達し易い。However, in the above-described conventional infrared detecting device, as shown in FIG. 5, the photodiode and the photodiode of the pn junction formed by the p-type substrate 1001 and the n-type region 1002 are formed. When the region between the photodiodes is irradiated with infrared rays, the carriers 1003 generated in the region between the photodiodes easily diffuse and reach any of the photodiodes on the left and right.
【０００６】このため、画素のクロストークが生じ易く
なり、その結果、センサーアレイの空間分解能が低下し
易くなるという問題があった。この画素のクロストーク
が生じる問題は、多数の画素を集積する程、画素を構成
するフォトダイオード間の距離が短くなるため、顕著に
生じ易くなる傾向がある。また、上記した従来の赤外線
検知装置では、Ａｇ，Ａｕ，Ｃｕ，Ｎａ，Ｋ等の不純物
が基板結晶自身と雰囲気等から結晶中に混入し易く、こ
のように不純物が結晶中に混入すると、インピーダンス
が低下し易くなり、ダイオード特性が劣化し易くなると
いう問題があった。For this reason, there is a problem in that pixel crosstalk is likely to occur, and as a result, the spatial resolution of the sensor array is likely to decrease. This problem of crosstalk between pixels tends to occur remarkably because the distance between photodiodes forming pixels becomes shorter as the number of pixels is integrated. Further, in the above-mentioned conventional infrared detection device, impurities such as Ag, Au, Cu, Na, and K are easily mixed in the crystal from the substrate crystal itself and the atmosphere. There is a problem in that the diode characteristics are likely to deteriorate and the diode characteristics are likely to deteriorate.
【０００７】そこで、結晶中への不純物汚染を防止する
ために、原料の高純度化及びプロセス工程時の雰囲気の
クリーン化等を行えばよいと考えられるが、このよう
に、原料の高純度化及びプロセス工程時の雰囲気のクリ
ーン化等を行うと、原料の高価格化及び設備の増加等を
招き、製造コストが増加するという問題が生じる。そこ
で、本発明は、フォトダイオード間の領域に発生したキ
ャリアをフォトダイオードまで拡散して到達するのを抑
えることができ、画素のクロストークを生じ難くしてセ
ンサーアレイの空間分解能の低下を抑えることができる
他、製造コストを増加させることなく、結晶中への不純
物汚染を抑えることができ、インピーダンスの低下を抑
えてダイオード特性の劣化を抑えることができる赤外線
検知装置及びその製造方法に関する。Therefore, in order to prevent contamination of impurities in the crystal, it is conceivable to purify the raw material and to clean the atmosphere during the process step. In this way, the raw material is highly purified. Further, if the atmosphere during the process step is cleaned, the raw material price is increased, the equipment is increased, and the manufacturing cost is increased. Therefore, according to the present invention, it is possible to suppress the carriers generated in the region between the photodiodes from reaching the photodiodes by diffusion, make it difficult to cause pixel crosstalk, and suppress deterioration of the spatial resolution of the sensor array. In addition, the present invention relates to an infrared detection device and a manufacturing method thereof, which can suppress impurity contamination in a crystal and suppress deterioration of diode characteristics and deterioration of diode characteristics without increasing manufacturing cost.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
基板上部に複数の画素を構成する赤外線フォトダイオー
ド部が形成された赤外線検知装置において、各該フォト
ダイオード部間の該基板領域に選択的に結晶欠陥領域を
形成してなることを特徴とするものである。請求項２記
載の発明は、上記請求項１記載の発明において、前記結
晶欠陥領域は、転位であることを特徴とするものであ
る。According to the first aspect of the present invention,
An infrared detection device in which an infrared photodiode portion forming a plurality of pixels is formed on a substrate, wherein a crystal defect region is selectively formed in the substrate region between the photodiode portions. Is. The invention according to claim 2 is characterized in that, in the invention according to claim 1, the crystal defect region is a dislocation.
【０００９】請求項３記載の発明は、基板上部に複数の
画素を構成する赤外線フォトダイオード部を形成する工
程と、次いで、各該フォトダイオード部間の該基板領域
に選択的に結晶欠陥領域を形成する工程とを含むことを
特徴とするものである。請求項４記載の発明は、上記請
求項３記載の発明において、前記結晶欠陥領域は、前記
フォトダイオード部が形成された領域上にのみ保護膜を
形成し、各前記フォトダイオード部間の該保護膜部分は
除去した状態で熱処理を行うことにより形成することを
特徴とするものである。According to a third aspect of the present invention, a step of forming an infrared photodiode portion forming a plurality of pixels on the substrate, and then a crystal defect region is selectively formed in the substrate region between the photodiode portions. And a step of forming. According to a fourth aspect of the present invention, in the above-described third aspect, the crystal defect region has a protective film formed only on a region where the photodiode portion is formed, and the protection between the photodiode portions is provided. The film portion is characterized by being formed by performing heat treatment in the removed state.
【００１０】請求項５記載の発明は、上記請求項４記載
の発明において、前記熱処理は、不活性ガス雰囲気で行
うことを特徴とするものである。請求項６記載の発明
は、上記請求項４記載の発明において、前記熱処理は、
水銀（Ｈｇ）蒸気雰囲気で行うことを特徴とするもので
ある。請求項７記載の発明は、上記請求項４乃至６記載
の発明において、前記熱処理は、前記フォトダイオード
部のｐ−ｎ接合形成後のアニール工程時に行うことを特
徴とするものである。According to a fifth aspect of the present invention, in the above-mentioned fourth aspect, the heat treatment is performed in an inert gas atmosphere. In the invention according to claim 6, in the invention according to claim 4, the heat treatment is
It is characterized in that it is performed in a mercury (Hg) vapor atmosphere. According to a seventh aspect of the present invention, in the above-described fourth to sixth aspects, the heat treatment is performed during an annealing step after forming the pn junction of the photodiode portion.
【００１１】請求項８記載の発明は、上記請求項３記載
の発明において、前記結晶欠陥領域は、前記フォトダイ
オード部が形成された領域上にのみマスクを形成し、各
前記フォトダイオード部間の該マスク部分は除去した状
態でイオン注入を行うことにより形成することを特徴と
するものである。請求項９記載の発明は、上記請求項３
乃至８記載の発明において、前記結晶欠陥領域形成後
に、前記基板中に混入した不純物を前記結晶欠陥領域内
にゲッタリングするための熱処理を行うことを特徴とす
るものである。According to an eighth aspect of the invention, in the invention of the third aspect, the crystal defect region is formed with a mask only on a region where the photodiode portion is formed, and a space between the photodiode portions is formed. The mask portion is formed by performing ion implantation with the mask portion removed. The invention according to claim 9 is the above-mentioned claim 3.
The invention according to any one of claims 1 to 8 is characterized in that after the crystal defect region is formed, a heat treatment is performed to getter the impurities mixed in the substrate into the crystal defect region.
【００１２】請求項１０記載の発明は、上記請求項９記
載の発明において、前記不純物をゲッタリングする熱処
理は、赤外線検知素子形成後に行うことを特徴とするも
のである。The invention according to claim 10 is characterized in that, in the invention according to claim 9, the heat treatment for gettering the impurities is performed after the infrared detecting element is formed.
【００１３】[0013]
【作用】図１は本発明の原理説明図である。一般に結晶
欠陥領域では、キャリアライフタイムは短く、キャリア
の移動度も小さく、即ち、キャリアの拡散長は短くなる
と言われている。そこで、本発明では、図１に示すよう
に、ｐ型ＨｇＣｄＴｅ基板１上部に形成した複数のｐ型
基板１とｎ型領域２によるｐｎ接合部からなる各フォト
ダイオードの間の領域に転位が多く存在する結晶欠陥領
域３を形成するように構成する。FIG. 1 is a diagram for explaining the principle of the present invention. Generally, in the crystal defect region, it is said that the carrier lifetime is short and the carrier mobility is also small, that is, the carrier diffusion length is short. Therefore, in the present invention, as shown in FIG. 1, many dislocations are present in the region between the photodiodes formed of the pn junction formed by the p-type substrate 1 and the n-type region 2 formed on the p-type HgCdTe substrate 1. It is configured to form the existing crystal defect region 3.
【００１４】このため、各フォトダイオードの中間領域
に照射された赤外線によって発生した少数キャリア４
は、転位のために結晶欠陥領域３により拡散長を短くす
ることができるので、何れのフォトダイオードのｐ−ｎ
接合へも到達しないようにすることができ、画素のクロ
ストークを起こし難くしてセンサーアレイの空間分解能
の低下を抑えることができる。Therefore, the minority carriers 4 generated by the infrared rays applied to the intermediate region of each photodiode 4
The crystal defect region 3 can shorten the diffusion length due to the dislocations.
It is possible to prevent even the junction from reaching, and it is possible to prevent the crosstalk of pixels from occurring and suppress the deterioration of the spatial resolution of the sensor array.
【００１５】また、本発明では、欠陥結晶領域３形成後
に、熱処理を行うように構成したため、雰囲気等から基
板１中に混入した不純物は、熱処理により欠陥結晶領域
３にゲッタリングすることができる。このため、活性領
域での不純物濃度を著しく減少させることができるの
で、インピーダンスの低下を抑えてダイオード特性の劣
化を抑えることができる。Further, in the present invention, since the heat treatment is performed after the defective crystal region 3 is formed, impurities mixed in the substrate 1 from the atmosphere or the like can be gettered to the defective crystal region 3 by the heat treatment. For this reason, the impurity concentration in the active region can be remarkably reduced, so that the reduction in impedance can be suppressed and the deterioration in the diode characteristics can be suppressed.
【００１６】しかも、欠陥結晶領域３にゲッタリングさ
れた不純物により、欠陥結晶領域３に発生した少数キャ
リア４の拡散長は、更に短くすることができるため、ク
ロストークを更に生じ難くすることができる。更に、欠
陥結晶領域３への不純物のゲッタリングは、熱処理する
だけでよいので、原料の高価格化等の製造コストの増加
を招かないで済ませることができる。Moreover, the diffusion length of the minority carriers 4 generated in the defect crystal region 3 due to the impurities gettered in the defect crystal region 3 can be further shortened, so that crosstalk can be made less likely to occur. . Further, the gettering of the impurities into the defect crystal region 3 can be performed only by heat treatment, so that it is possible to avoid increasing the manufacturing cost such as the cost increase of the raw material.
【００１７】[0017]
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図２は本発明に係る一実施例の赤外線検知装置の
構造を示す断面図、図３は図２に示す赤外線検知装置の
製造方法を示す図である。図示例は、ＨｇＣｄＴｅ結晶
を用いた赤外線フォトダイオードアレイの製造方法に適
用する場合である。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 2 is a cross-sectional view showing the structure of an infrared detecting device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a diagram showing a method of manufacturing the infrared detecting device shown in FIG. The illustrated example is a case where the present invention is applied to a method for manufacturing an infrared photodiode array using an HgCdTe crystal.
【００１８】本実施例では、まず、ｐ型ＨｇＣｄＴｅ結
晶基板１表面にＺｎＳ等の保護膜１１を蒸着形成し、保
護膜１１上に更にパターニングしたフォトレジスト膜を
形成し、イオン注入によってフォトレジスト膜開口部の
ＨｇＣｄＴｅ結晶基板１内にｎ型不純物を導入してｎ型
に変換してｎ型領域２を形成し、ｐ型基板１とｎ型領域
２によるｐｎ接合からなるフォトダイオードを形成す
る。In this embodiment, first, a protective film 11 of ZnS or the like is formed by vapor deposition on the surface of the p-type HgCdTe crystal substrate 1, a patterned photoresist film is further formed on the protective film 11, and the photoresist film is formed by ion implantation. An n-type impurity is introduced into the HgCdTe crystal substrate 1 in the opening to convert it to n-type to form an n-type region 2, and a photodiode having a pn junction formed by the p-type substrate 1 and the n-type region 2 is formed.
【００１９】次に、このフォトレジスト膜を除去した
後、再度各フォトダイオード間の基板１領域、即ちイオ
ン注入領域の間を開口したフォトレジストパターン１２
を形成し（図３（ａ））、このフォトレジストパターン
１２をマスクとしてフォトダイオード間の保護膜１１部
分をエッチングして基板１が露出された開口幅２μｍ程
度の開口部１３を形成する（図３（ｂ））。Next, after removing the photoresist film, the photoresist pattern 12 is opened again between the regions of the substrate 1 between the photodiodes, that is, between the ion implantation regions.
Is formed (FIG. 3A), and the protective film 11 portion between the photodiodes is etched using the photoresist pattern 12 as a mask to form an opening 13 having an opening width of about 2 μm exposing the substrate 1 (FIG. 3A). 3 (b)).
【００２０】次に、フォトレジストパターン１２を除去
した後、Ｎ2 ガス雰囲気で１００〜１８０℃、３０〜１
２０分程度熱処理する。この時、ＺｎＳ保護膜１１とＨ
ｇＣｄＴｅ基板１の熱膨張率の差によって熱処理中に図
４に示すような剪断応力がＨｇＣｄＴｅ基板１に働く。
図４に示すように、剪断応力は、ＺｎＳ保護膜１１の開
口部１３で最大値を示し、開口部１３の幅を十分狭くし
ておけば、フォトダイオード間の基板１領域のみに選択
的に大きな剪断応力を働かせ、その結果、選択的に転位
を導入して結晶欠陥領域３を形成することができる（図
３（ｃ））。また、この熱処理と同時に、ｎ型領域２の
不純物の拡散及び活性化が行われる。Next, after removing the photoresist pattern 12, 100 to 180 ° C. and 30 to 1 in N 2 gas atmosphere.
Heat treatment for about 20 minutes. At this time, the ZnS protective film 11 and H
Due to the difference in the coefficient of thermal expansion of the gCdTe substrate 1, shear stress as shown in FIG. 4 acts on the HgCdTe substrate 1 during heat treatment.
As shown in FIG. 4, the shearing stress shows the maximum value in the opening 13 of the ZnS protective film 11, and if the width of the opening 13 is sufficiently narrowed, it is selectively applied only to the region of the substrate 1 between the photodiodes. A large shear stress is exerted, and as a result, dislocations can be selectively introduced to form the crystal defect region 3 (FIG. 3 (c)). At the same time with this heat treatment, diffusion and activation of impurities in the n-type region 2 are performed.
【００２１】なお、このＨｇＣｄＴｅへの剪断応力につ
いては、例えば“Ｊ・Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，Ｖｏｌ５
０，Ｎｏ．７，Ｊｕｌｙ １９７９， ｐｐ４５６７〜
４５７０”で報告されている。ＨｇＣｄＴｅでは、転位
が導入される剪断応力に関するデータはないが、計算
上、剪断応力の最大値（深さ１μｍにおいて）が４×１
０ Ｎ／ｍ2 となる条件で実験した結果、高密度の転位
が発生することが確認されている。The shear stress applied to HgCdTe is described in, for example, "J. Appl. Phys., Vol 5".
0, No. 7, Jul 1979, pp4567-
4570 ". For HgCdTe, there is no data on the shear stress at which dislocations are introduced, but the maximum shear stress (at a depth of 1 μm) is calculated to be 4 × 1.
As a result of an experiment conducted under the condition of 0 N / m 2 , it has been confirmed that high density dislocations are generated.
【００２２】次に、ＺｎＳ保護膜１１を除去し、ｎ型領
域２及び結晶欠陥領域３が形成された基板１上にＺｎＳ
等のパッシベーション膜１４を形成した後、ＲＩＥ法等
によりパッシベーション膜１４をエッチングしてｎ型領
域２が露出されたコンタクトホール１５を形成し、イン
ジウム（Ｉｎ）等の電極１６を蒸着形成してコンタクト
を取ることにより、図１に示すような赤外線検知装置を
得ることができる。Next, the ZnS protective film 11 is removed, and ZnS is formed on the substrate 1 on which the n-type region 2 and the crystal defect region 3 are formed.
After forming the passivation film 14 of the like, the passivation film 14 is etched by the RIE method or the like to form a contact hole 15 in which the n-type region 2 is exposed, and an electrode 16 of indium (In) or the like is formed by vapor deposition to form a contact. By taking the above, an infrared detection device as shown in FIG. 1 can be obtained.
【００２３】次に、プロセス中の汚染による不純物を除
去するために、プロセス終了後に再度１２０℃、２４時
間程度の熱処理を行う。このように、本実施例では、ｐ
型基板１とｎ型領域２によるｐｎ接合からなるフォトダ
イオード間の基板１領域に転位が多く存在する結晶欠陥
領域３を形成して構成したため、各フォトダイオードの
中間領域に照射された赤外線によって発生した少数キャ
リアの拡散長を結晶欠陥領域３により短くすることがで
きるので、少数キャリアを何れのフォトダイオードにも
到達しないようにすることができる。このため、画素の
クロストロークを低減することができるので、センサー
アレイの空間分解能の低下を抑えることができる。Next, in order to remove impurities due to contamination during the process, heat treatment is again performed at 120 ° C. for about 24 hours after the process is completed. Thus, in this embodiment, p
Since the crystal defect region 3 having many dislocations is formed in the region of the substrate 1 between the photodiode composed of the pn junction formed of the type substrate 1 and the n-type region 2, the infrared light emitted to the intermediate region of each photodiode generates the defect. Since the diffusion length of the minority carriers can be shortened by the crystal defect region 3, the minority carriers can be prevented from reaching any of the photodiodes. For this reason, since the black stroke of the pixel can be reduced, it is possible to suppress the deterioration of the spatial resolution of the sensor array.
【００２４】また、本実施例では、結晶欠陥領域３形成
後に、熱処理を行うように構成したため、雰囲気等から
基板１中に混入した不純物は、熱処理により結晶欠陥領
域３にゲッタリングすることができる。このため、活性
領域での不純物濃度を著しく減少させることができるの
で、インピーダンスの低下を抑えてダイオード特性の劣
化を抑えることができる。しかも、結晶欠陥領域３にゲ
ッタリングされた不純物により、結晶欠陥領域３に発生
した少数キャリア４の拡散長は、更に短くすることがで
きるため、クロストークを更に生じ難くすることができ
る。更に、結晶欠陥領域３への不純物のゲッタリング
は、熱処理するだけでよいので、原料の高価格化等の製
造コストの増加を招かないで済ませることができる。Further, in this embodiment, since the heat treatment is performed after the crystal defect region 3 is formed, impurities mixed in the substrate 1 from the atmosphere or the like can be gettered to the crystal defect region 3 by the heat treatment. . For this reason, the impurity concentration in the active region can be remarkably reduced, so that the reduction in impedance can be suppressed and the deterioration in the diode characteristics can be suppressed. Moreover, the diffusion length of the minority carriers 4 generated in the crystal defect region 3 due to the impurities gettered in the crystal defect region 3 can be further shortened, so that crosstalk can be further suppressed. Furthermore, the gettering of impurities into the crystal defect region 3 can be performed by only heat treatment, so that it is possible to avoid an increase in manufacturing cost such as an increase in cost of raw materials.
【００２５】なお、上記実施例では、結晶欠陥領域３形
成用の熱処理をＮ2 ガス雰囲気で行ったが、本発明はこ
れのみに限定されるものではなく、その他のＡｒガス等
の不活性ガス等の雰囲気で行ってもよい。この不活性ガ
ス雰囲気で行えば、素子表面に酸化膜を生じ難くするこ
とができるため、酸化膜除去の表面処理工程を行わない
で済ませることができる。Although the heat treatment for forming the crystal defect region 3 is performed in the N 2 gas atmosphere in the above embodiment, the present invention is not limited to this and other inert gas such as Ar gas may be used. You may go in such an atmosphere. If this inert gas atmosphere is used, it is possible to make it difficult for an oxide film to be formed on the element surface, and thus it is possible to omit the surface treatment step of removing the oxide film.
【００２６】また、Ｈｇ蒸気雰囲気で熱処理するように
構成してもよく、この場合、Ｈｇとともに試料をガラス
アンプル中に真空封入して熱処理すればよい。このＨｇ
蒸気雰囲気で熱処理すると、結晶欠陥領域３を形成する
ことができるとともに、結晶欠陥領域３表面の導電型を
ｎ型にすることができる。このため、この結晶欠陥領域
３表面のｎ型化した領域をドレインとすることによっ
て、フォトダイオード間に発生した少数キャリアを効率
良く除去することができる。The heat treatment may be performed in a Hg vapor atmosphere. In this case, the heat treatment may be performed by vacuum-sealing the sample together with Hg in a glass ampoule. This Hg
By performing the heat treatment in the steam atmosphere, the crystal defect region 3 can be formed, and the conductivity type of the surface of the crystal defect region 3 can be made n-type. Therefore, by using the n-type region on the surface of the crystal defect region 3 as the drain, the minority carriers generated between the photodiodes can be efficiently removed.
【００２７】上記実施例では、結晶欠陥領域３形成用の
熱処理をフォトダイオードを構成するｎ型領域２の拡散
と活性化のアニール工程と同時に行い、工程を簡略化で
きる点で好ましい態様の場合を説明したが、本発明はこ
れのみに限定されるものではなく、結晶欠陥領域３形成
用の熱処理とｎ型領域２の拡散と活性化のアニール工程
とを別々に行うように構成してもよい。In the above-mentioned embodiment, the heat treatment for forming the crystal defect region 3 is performed simultaneously with the annealing process for diffusing and activating the n-type region 2 constituting the photodiode, which is a preferable mode in that the process can be simplified. Although described, the present invention is not limited to this, and the heat treatment for forming the crystal defect region 3 and the diffusion and activation annealing steps of the n-type region 2 may be separately performed. .
【００２８】上記実施例では、結晶欠陥領域３の形成
を、熱処理により行う場合について説明したが、本発明
はこれのみに限定されるものではなく、結晶欠陥領域３
の形成をＡｒ，Ｏ，Ｚｎ等のイオンをフォトダイオード
間の基板１領域に注入して行うように構成してもよい。
上記実施例は、基板１中の不純物をゲッタリングする熱
処理を、素子形成後に行い、プロセス工程最終までに混
入した不純物をゲッタリングすることができる点で好ま
しい態様の場合に説明したが、本発明はこれのみに限定
されるものではなく、結晶欠陥領域３形成後に行えば何
時でもよい。In the above embodiment, the case where the crystal defect region 3 is formed by the heat treatment has been described, but the present invention is not limited to this, and the crystal defect region 3 is not limited thereto.
May be formed by implanting ions of Ar, O, Zn or the like into the region of the substrate 1 between the photodiodes.
The above embodiment has been described in the case of a preferred embodiment in that the heat treatment for gettering impurities in the substrate 1 can be performed after element formation to getter the impurities mixed by the end of the process step. Is not limited to this, and may be any time after the crystal defect region 3 is formed.
【００２９】[0029]
【発明の効果】本発明によれば、フォトダイオード間の
領域に発生したキャリアをフォトダイオードまで拡散し
て到達するのを抑えることができ、画素のクロストーク
を生じ難くしてセンサーアレイの空間分解能の低下を抑
えることができる他、製造コストを増加させることな
く、結晶中への不純物汚染を抑えることができ、インピ
ーダンスの低下を抑えてダイオード特性の劣化を抑える
ことができるという効果がある。According to the present invention, carriers generated in the region between the photodiodes can be suppressed from diffusing and reaching the photodiodes, and it is possible to prevent crosstalk of pixels from occurring and the spatial resolution of the sensor array. In addition to suppressing the deterioration of the diode, it is possible to suppress the contamination of impurities in the crystal without increasing the manufacturing cost, suppress the decrease of the impedance, and suppress the deterioration of the diode characteristics.
【図１】本発明の原理説明図である。FIG. 1 is a diagram illustrating the principle of the present invention.
【図２】本発明に係る一実施例の赤外線検知装置の構造
を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing the structure of an infrared detection device according to an embodiment of the present invention.
【図３】図２に示す赤外線検知装置の製造方法を示す図
である。FIG. 3 is a diagram showing a method of manufacturing the infrared detection device shown in FIG.
【図４】図１に示す赤外線検知装置のＨｇＣｄＴｅ基板
に剪断応力が働く様子を示す図である。4 is a diagram showing how shear stress acts on the HgCdTe substrate of the infrared detection device shown in FIG.
【図５】従来例の課題を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a problem of a conventional example.
【符号の説明】 １ 基板 ２ ｎ型領域 ３ 結晶欠陥領域 ４ 少数キャリア １１ 保護膜 １２ フォトレジストパターン １３ 開口部 １４ パッシベーション膜 １５ コンタクトホール １６ 電極[Explanation of Codes] 1 substrate 2 n-type region 3 crystal defect region 4 minority carrier 11 protective film 12 photoresist pattern 13 opening 14 passivation film 15 contact hole 16 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 21/322 Ｇ 21/324 Ｚ 27/14 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Office reference number FI technical display location H01L 21/322 G 21/324 Z 27/14
Claims (10)
外線フォトダイオード部（１，２）が形成された赤外線
検知装置において、各該フォトダイオード部（１，２）
間の該基板（１）領域に選択的に結晶欠陥領域（３）を
形成してなることを特徴とする赤外線検知装置。1. An infrared detection device comprising an infrared photodiode section (1, 2) forming a plurality of pixels on a substrate (1), wherein each photodiode section (1, 2) is provided.
An infrared detecting device characterized in that a crystal defect region (3) is selectively formed in the region of the substrate (1) between them.
とを特徴とする請求項１記載の赤外線検知装置。2. The infrared detection device according to claim 1, wherein the crystal defect region (3) is a dislocation.
外線フォトダイオード部（１，２）を形成する工程と、
次いで、各該フォトダイオード部（１，２）間の該基板
（１）領域に選択的に結晶欠陥領域（３）を形成する工
程とを含むことを特徴とする赤外線検知装置の製造方
法。3. A step of forming an infrared photodiode section (1, 2) constituting a plurality of pixels on a substrate (1),
Then, a step of selectively forming a crystal defect region (3) in the region of the substrate (1) between the photodiode parts (1, 2) is included.
イオード部（１，２）が形成された領域上にのみ保護膜
（１１）を形成し、各前記フォトダイオード部（１、
２）間の該保護膜（１１）部分は除去した状態で熱処理
を行うことにより形成することを特徴とする請求項３記
載の赤外線検知装置の製造方法。4. The crystal defect region (3) has a protective film (11) formed only on a region where the photodiode portions (1, 2) are formed, and each of the photodiode portions (1,
4. The method for manufacturing an infrared detection device according to claim 3, wherein the protective film (11) portion between 2) is formed by performing heat treatment in a removed state.
とを特徴とする請求項４記載の赤外線検知装置の製造方
法。5. The method of manufacturing an infrared detection device according to claim 4, wherein the heat treatment is performed in an inert gas atmosphere.
行うことを特徴とする請求項４記載の赤外線検知装置の
製造方法。6. The method for manufacturing an infrared detection device according to claim 4, wherein the heat treatment is performed in a mercury (Hg) vapor atmosphere.
（１，２）のｐ−ｎ接合形成後のアニール工程時に行う
ことを特徴とする請求項４乃至６記載の赤外線検知装置
の製造方法。7. The method for manufacturing an infrared detection device according to claim 4, wherein the heat treatment is performed during an annealing step after forming the pn junction of the photodiode portions (1, 2).
イオード部（１，２）が形成された領域上にのみマスク
を形成し、各前記フォトダイオード部（１，２）間の該
マスク部分は除去した状態でイオン注入を行うことによ
り形成することを特徴とする請求項３記載の赤外線検知
装置の製造方法。8. The crystal defect region (3) forms a mask only on a region where the photodiode portions (1, 2) are formed, and the mask between the photodiode portions (1, 2) is formed. The method for manufacturing an infrared detection device according to claim 3, wherein the portion is formed by performing ion implantation with the portion removed.
板（１，２）中に混入した不純物を前記結晶欠陥領域
（３）内にゲッタリングするための熱処理を行うことを
特徴とする請求項３乃至８記載の赤外線検知装置の製造
方法。9. A heat treatment for gettering impurities mixed in the substrate (1, 2) into the crystal defect region (3) after the crystal defect region (3) is formed. The method for manufacturing an infrared detection device according to claim 3.
は、赤外線検知素子形成後に行うことを特徴とする請求
項９記載の赤外線検知装置の製造方法。10. The method for manufacturing an infrared detection device according to claim 9, wherein the heat treatment for gettering the impurities is performed after the infrared detection element is formed.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6153140A JPH0818092A (en) | 1994-07-05 | 1994-07-05 | Infrared sensor and manufacture thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6153140A JPH0818092A (en) | 1994-07-05 | 1994-07-05 | Infrared sensor and manufacture thereof |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0818092A true JPH0818092A (en) | 1996-01-19 |
Family
ID=15555892
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6153140A Withdrawn JPH0818092A (en) | 1994-07-05 | 1994-07-05 | Infrared sensor and manufacture thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0818092A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009206171A (en) * | 2008-02-26 | 2009-09-10 | Hamamatsu Photonics Kk | Photodiode array |
| CN112033529A (en) * | 2020-08-14 | 2020-12-04 | 桂林电子科技大学 | High-fill-factor low-crosstalk single photon detector array and system |
| CN112129406A (en) * | 2020-08-14 | 2020-12-25 | 桂林电子科技大学 | High-detection-efficiency single photon detection array and system with crosstalk suppression function |
-
1994
- 1994-07-05 JP JP6153140A patent/JPH0818092A/en not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009206171A (en) * | 2008-02-26 | 2009-09-10 | Hamamatsu Photonics Kk | Photodiode array |
| CN112033529A (en) * | 2020-08-14 | 2020-12-04 | 桂林电子科技大学 | High-fill-factor low-crosstalk single photon detector array and system |
| CN112129406A (en) * | 2020-08-14 | 2020-12-25 | 桂林电子科技大学 | High-detection-efficiency single photon detection array and system with crosstalk suppression function |
| CN112129406B (en) * | 2020-08-14 | 2023-01-10 | 桂林电子科技大学 | High-detection-efficiency single photon detector array system with crosstalk suppression function |
| CN112033529B (en) * | 2020-08-14 | 2024-01-02 | 桂林电子科技大学 | Single photon detector array and system with high filling factor and low crosstalk |
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