JPH0828489B2 - 配列型赤外線検知器 - Google Patents
配列型赤外線検知器Info
- Publication number
- JPH0828489B2 JPH0828489B2 JP1067660A JP6766089A JPH0828489B2 JP H0828489 B2 JPH0828489 B2 JP H0828489B2 JP 1067660 A JP1067660 A JP 1067660A JP 6766089 A JP6766089 A JP 6766089A JP H0828489 B2 JPH0828489 B2 JP H0828489B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- infrared detector
- array type
- infrared light
- type infrared
- Prior art date
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は配列型赤外線検知器に関し、特にエピタキシ
ャル成長した半導体を用いた配列型赤外線検知器の構造
に関する。
ャル成長した半導体を用いた配列型赤外線検知器の構造
に関する。
［従来の技術］ 従来より、半導体を使用した赤外線検知器において
は、特にHg1-xCdxTeを用いたものが高感度であることが
知られている。Hg1-xCdxTeを用いた赤外線検知器におい
て、エピタキシャル（気相、液相等）成長したHg1-xCdx
Te単結晶を用いる場合には、CdTeの基板が広く用いられ
ている。CdTeが基板として用いられる理由としては、Hg
1-xCdxTeとの格子定数のマッチングの良好なことや、半
絶縁性の基板が得られること等がある。
は、特にHg1-xCdxTeを用いたものが高感度であることが
知られている。Hg1-xCdxTeを用いた赤外線検知器におい
て、エピタキシャル（気相、液相等）成長したHg1-xCdx
Te単結晶を用いる場合には、CdTeの基板が広く用いられ
ている。CdTeが基板として用いられる理由としては、Hg
1-xCdxTeとの格子定数のマッチングの良好なことや、半
絶縁性の基板が得られること等がある。
CdTe基板上にエピタキシャル成長したHg0.8Cd0.2Te結
晶を利用したデバイス形態としては、特に重要なものに
配列型光起電力型検知器と、SiのCCD（電荷結合素子）
あるいはMOSスイッチング素子を接続したハイブリッド
構成がある。その代表的な構成としては、“エス・ピー
・アイ・イー”（S.P.I.E.）,443（1983）,120、“アイ
・イー・イー・イー・トランスアクションズ・オン・エ
レクトロン・デバイスィズ”（I.E.E.E.Transactions o
n Electron Devices）,ED-27（1980）,154に発表された
ものがある。
晶を利用したデバイス形態としては、特に重要なものに
配列型光起電力型検知器と、SiのCCD（電荷結合素子）
あるいはMOSスイッチング素子を接続したハイブリッド
構成がある。その代表的な構成としては、“エス・ピー
・アイ・イー”（S.P.I.E.）,443（1983）,120、“アイ
・イー・イー・イー・トランスアクションズ・オン・エ
レクトロン・デバイスィズ”（I.E.E.E.Transactions o
n Electron Devices）,ED-27（1980）,154に発表された
ものがある。
第２図はこれらによる赤外線検知器の部分断面図を示
したものである。第２図において、１は半絶縁性CdTe基
板、２はｐ型Hg0.8Cd0.2Te層、３はホウ素等のイオン注
入によってｐ型Hg0.8Cd0.2Te層中に形成された高濃度ｎ
型層（n+層）、４は表面保護膜、５はインジウム柱、６
はSiのIC（CCD等）、７は赤外光である。
したものである。第２図において、１は半絶縁性CdTe基
板、２はｐ型Hg0.8Cd0.2Te層、３はホウ素等のイオン注
入によってｐ型Hg0.8Cd0.2Te層中に形成された高濃度ｎ
型層（n+層）、４は表面保護膜、５はインジウム柱、６
はSiのIC（CCD等）、７は赤外光である。
この例においては、赤外線検知素子単体としては、Hg
0.8Cd0.2Teのn+p接合を利用したホトダイオードとなっ
ており、波長が約10μｍ程度の赤外光７を検知できる。
n+層３が多数配列されていることにより、このホトダイ
オードがこれに対応して配列した形態となっている。更
に、これらの個々のホトダイオードからの信号はインジ
ウム柱５を通じてSiIC6に注入され、外部に読み出され
る。
0.8Cd0.2Teのn+p接合を利用したホトダイオードとなっ
ており、波長が約10μｍ程度の赤外光７を検知できる。
n+層３が多数配列されていることにより、このホトダイ
オードがこれに対応して配列した形態となっている。更
に、これらの個々のホトダイオードからの信号はインジ
ウム柱５を通じてSiIC6に注入され、外部に読み出され
る。
この例の場合、各ホトダイオードにおける赤外光を検
知する部分は、各n+p接合部であるが、図中上側にはイ
ンジウム柱５やSiIC6があるため、赤外光は図中上側か
らこのn+p接合部には入射できない。一方、CdTe基板１
は、これが半絶縁性の場合には10μｍ程度の赤外光に対
して透明であるために、図中下側から赤外光を入射させ
て用いられている。
知する部分は、各n+p接合部であるが、図中上側にはイ
ンジウム柱５やSiIC6があるため、赤外光は図中上側か
らこのn+p接合部には入射できない。一方、CdTe基板１
は、これが半絶縁性の場合には10μｍ程度の赤外光に対
して透明であるために、図中下側から赤外光を入射させ
て用いられている。
［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、以上のような配列型赤外線検知器には
以下に述べる欠点が存在する。
以下に述べる欠点が存在する。
即ち、第２図において、入射した赤外光は、ｐ型Hg
0.8Cd0.2Te層２のCdTe基板１に近い側で吸収され、電
子、正孔対がこの部分で発生する。この電子、正孔対が
拡散により各n+p接合部まで達することにより個々のホ
トダイオードの出力となる。この時、電子、正孔対は図
中の縦方向だけではなく、横方向にも拡散する。従っ
て、その直上にn+p接合の存在していない部分で赤外光
が吸収されて発生した電子、正孔対はその周囲に存在す
るn+p接合部まで拡散されて各ホトダイオードの出力と
なる。この場合、各ホトダイオードの出力は相関しあっ
ていることになる。各ホトダイオードは配列型赤外線検
知器の各画素となっているので、画素間のクロストーク
が発生していることになり、解像度が劣化するという問
題点があった。
0.8Cd0.2Te層２のCdTe基板１に近い側で吸収され、電
子、正孔対がこの部分で発生する。この電子、正孔対が
拡散により各n+p接合部まで達することにより個々のホ
トダイオードの出力となる。この時、電子、正孔対は図
中の縦方向だけではなく、横方向にも拡散する。従っ
て、その直上にn+p接合の存在していない部分で赤外光
が吸収されて発生した電子、正孔対はその周囲に存在す
るn+p接合部まで拡散されて各ホトダイオードの出力と
なる。この場合、各ホトダイオードの出力は相関しあっ
ていることになる。各ホトダイオードは配列型赤外線検
知器の各画素となっているので、画素間のクロストーク
が発生していることになり、解像度が劣化するという問
題点があった。
本発明は以上述べたような従来の事情に対処してなさ
れたもので、画素間のクロストークを抑え、解像度の良
好な配列型赤外線検知器を提供することを目的とする。
れたもので、画素間のクロストークを抑え、解像度の良
好な配列型赤外線検知器を提供することを目的とする。
［課題を解決するための手段］ 本発明は、半絶縁性半導体基板上に狭禁制帯幅の半導
体層が形成され、前記半導体層上に該半導体と反対導電
型の領域が配列して形成され、前記半絶縁性半導体基板
側から赤外光が入射する裏面入射型の配列型赤外線検知
器において、反対導電型領域がその直上に形成されてい
ない前記半導体基板の領域には、高濃度にドープされた
層が形成されていることを特徴とする配列型赤外線検知
器である。
体層が形成され、前記半導体層上に該半導体と反対導電
型の領域が配列して形成され、前記半絶縁性半導体基板
側から赤外光が入射する裏面入射型の配列型赤外線検知
器において、反対導電型領域がその直上に形成されてい
ない前記半導体基板の領域には、高濃度にドープされた
層が形成されていることを特徴とする配列型赤外線検知
器である。
［作用］ 次に本発明の作用について、半絶縁性半導体基板をCd
Teとし、該基板領域に高濃度にドープしたCdTeのn+層を
形成した場合を例にとって説明する。
Teとし、該基板領域に高濃度にドープしたCdTeのn+層を
形成した場合を例にとって説明する。
半絶縁型CdTeは先に述べたように、赤外光に対して透
明であるが、これは、CdTeのバンドギャップエネルギー
が約1.6eVと、検知すべき赤外光のエネルギー（波長10
μｍに対して約0.1eV）に対して充分に大きいからであ
る。しかし、CdTeに対してドナーとなるインジウム等を
高濃度にドーピングしたn+層の場合、自由電子の数が非
常に大きくなるため、赤外光はこの自由電子に吸収され
るようになる。従って、このCdTen+層７はそのバンドギ
ャップエネルギーよりも小さいエネルギーを持った赤外
光を吸収することができる。従って、このn+層の厚さお
よびドナー密度を充分に大きくすれば、基板側からこの
n+層に入射した赤外光はここで吸収される。
明であるが、これは、CdTeのバンドギャップエネルギー
が約1.6eVと、検知すべき赤外光のエネルギー（波長10
μｍに対して約0.1eV）に対して充分に大きいからであ
る。しかし、CdTeに対してドナーとなるインジウム等を
高濃度にドーピングしたn+層の場合、自由電子の数が非
常に大きくなるため、赤外光はこの自由電子に吸収され
るようになる。従って、このCdTen+層７はそのバンドギ
ャップエネルギーよりも小さいエネルギーを持った赤外
光を吸収することができる。従って、このn+層の厚さお
よびドナー密度を充分に大きくすれば、基板側からこの
n+層に入射した赤外光はここで吸収される。
上記のn+は、各ホトダイオードにおける赤外光を検知
する部分であるn+p接合が形成されていない部分の直下
に形成されている。従って赤外光はn+p接合の直下の部
分の半導体層にのみ入射することとなり、解像度の良好
な配列型赤外線検知器が得られる。
する部分であるn+p接合が形成されていない部分の直下
に形成されている。従って赤外光はn+p接合の直下の部
分の半導体層にのみ入射することとなり、解像度の良好
な配列型赤外線検知器が得られる。
［実施例］ 次に、本発明の一実施例について、図面を参照して説
明する。
明する。
第１図は本発明の配列型赤外線検知器の一実施例の部
分断面図である。同図において、１は半絶縁性CdTe基
板、２はｐ型Hg0.8Cd0.2Te層、３はｐ型Hg0.8Cd0.2Te層
中に形成された高濃度ｎ型層（n+層）、４は表面保護
膜、５はインジウム柱、６はSiのIC（CCD等）、７は赤
外光、８はインジウム拡散等によって形成されたCdTeの
高濃度ｎ型層（n+層）である。
分断面図である。同図において、１は半絶縁性CdTe基
板、２はｐ型Hg0.8Cd0.2Te層、３はｐ型Hg0.8Cd0.2Te層
中に形成された高濃度ｎ型層（n+層）、４は表面保護
膜、５はインジウム柱、６はSiのIC（CCD等）、７は赤
外光、８はインジウム拡散等によって形成されたCdTeの
高濃度ｎ型層（n+層）である。
本実施例においては、CdTe基板１上に部分的にn+層８
を形成した後に、エピタキシャル成長法によりｐ型Hg
0.8Cd0.2Te層２を形成する。更に、前記n+層８の形成さ
れていない部分上のHg0.8Cd0.2Te層２中にHg0.8Cd0.2Te
のn+層３を形成する。
を形成した後に、エピタキシャル成長法によりｐ型Hg
0.8Cd0.2Te層２を形成する。更に、前記n+層８の形成さ
れていない部分上のHg0.8Cd0.2Te層２中にHg0.8Cd0.2Te
のn+層３を形成する。
以上のようにして形成された配列型赤外線検知器にお
いては、np（n+p接合）の形成されていない部分の直下
では入射赤外光によって電子、正孔対は発生しない。従
って、各画素間のクロストークが抑えられ、解像度の良
好な配列型赤外線検知器が得られた。
いては、np（n+p接合）の形成されていない部分の直下
では入射赤外光によって電子、正孔対は発生しない。従
って、各画素間のクロストークが抑えられ、解像度の良
好な配列型赤外線検知器が得られた。
なお、本実施例では、半導体基板領域における高濃度
層としてn+層を例にとって説明したが、p+層としたもの
であっても同様の配列型赤外線検知器を得ることができ
る。
層としてn+層を例にとって説明したが、p+層としたもの
であっても同様の配列型赤外線検知器を得ることができ
る。
［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の配列型赤外線検知器に
おいては、各画素間のクロストークが抑えられ、良好な
解像度が得られるという効果を有する。
おいては、各画素間のクロストークが抑えられ、良好な
解像度が得られるという効果を有する。
第１図は本発明の配列型赤外線検知器の一実施例の部分
断面図、第２図は従来の配列型赤外線検知器の一例の部
分断面図である。 １……半絶縁性CdTe基板 ２……ｐ型Hg0.8Cd0.2Te層 ３……Hg0.8Cd0.2Ten+層 ４……表面保護膜 ５……インジウム柱 ６……SiIC層 ７……赤外光 ８……CdTen+層
断面図、第２図は従来の配列型赤外線検知器の一例の部
分断面図である。 １……半絶縁性CdTe基板 ２……ｐ型Hg0.8Cd0.2Te層 ３……Hg0.8Cd0.2Ten+層 ４……表面保護膜 ５……インジウム柱 ６……SiIC層 ７……赤外光 ８……CdTen+層
Claims (1)
- 【請求項１】半絶縁性半導体基板上に狭禁制帯幅の半導
体層が形成され、前記半導体層上に該半導体と反対導電
型の領域が配列して形成され、前記半絶縁性半導体基板
側から赤外光が入射する裏面入射型の配列型赤外線検知
器において、反対導電型領域がその直上に形成されてい
ない前記半導体基板の領域には、高濃度にドープされた
層が形成されていることを特徴とする配列型赤外線検知
器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1067660A JPH0828489B2 (ja) | 1989-03-22 | 1989-03-22 | 配列型赤外線検知器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1067660A JPH0828489B2 (ja) | 1989-03-22 | 1989-03-22 | 配列型赤外線検知器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02248077A JPH02248077A (ja) | 1990-10-03 |
| JPH0828489B2 true JPH0828489B2 (ja) | 1996-03-21 |
Family
ID=13351384
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1067660A Expired - Lifetime JPH0828489B2 (ja) | 1989-03-22 | 1989-03-22 | 配列型赤外線検知器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0828489B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE112014001833T5 (de) | 2013-04-04 | 2015-12-17 | Hamamatsu Photonics K.K. | Halbleiterphotosensor für Infrarotstrahlung |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2175599B1 (ja) * | 1972-03-15 | 1976-08-13 | Comp Generale Electricite | |
| JPS6343366A (ja) * | 1986-08-08 | 1988-02-24 | Fujitsu Ltd | 赤外検知装置 |
| JPS63147366A (ja) * | 1986-12-10 | 1988-06-20 | Nec Corp | 配列型赤外線検知器 |
-
1989
- 1989-03-22 JP JP1067660A patent/JPH0828489B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02248077A (ja) | 1990-10-03 |
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