JPH08306940A - 光伝導型赤外線検出素子の製造方法 - Google Patents
光伝導型赤外線検出素子の製造方法Info
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- JPH08306940A JPH08306940A JP7109472A JP10947295A JPH08306940A JP H08306940 A JPH08306940 A JP H08306940A JP 7109472 A JP7109472 A JP 7109472A JP 10947295 A JP10947295 A JP 10947295A JP H08306940 A JPH08306940 A JP H08306940A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 素子の側面でのキャリアの再結合に起因する
感度の低下を防止することができる光伝導型赤外線検出
素子の製造方法を提供することを目的とする。 【構成】 ＫＯＨからなる陽極酸化溶液中でＨｇＣｄＴ
ｅ結晶４及び電極５を同時に陽極酸化するために、電極
５の材料としてＩｎ又はＩｎ／Ｔｉを選択し、かつＨｇ
ＣｄＴｅ結晶４と電極５にＫＯＨからなる電解液中でパ
ルス電圧を印加して陽極酸化を行うことを特徴とする。
感度の低下を防止することができる光伝導型赤外線検出
素子の製造方法を提供することを目的とする。 【構成】 ＫＯＨからなる陽極酸化溶液中でＨｇＣｄＴ
ｅ結晶４及び電極５を同時に陽極酸化するために、電極
５の材料としてＩｎ又はＩｎ／Ｔｉを選択し、かつＨｇ
ＣｄＴｅ結晶４と電極５にＫＯＨからなる電解液中でパ
ルス電圧を印加して陽極酸化を行うことを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光伝導型赤外線検出素子
の製造方法に関する。
の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の光伝導型赤外線検出素子
は、例えばＨｇＣｄＴｅ結晶等の半導体結晶に設けた受
光領域に入射した赤外線を光電変換してキャリアを発生
させ、このキャリアによる電気伝導度の変化を半導体結
晶両端に設けた電極により検出することを特徴とする。
は、例えばＨｇＣｄＴｅ結晶等の半導体結晶に設けた受
光領域に入射した赤外線を光電変換してキャリアを発生
させ、このキャリアによる電気伝導度の変化を半導体結
晶両端に設けた電極により検出することを特徴とする。
【０００３】この種の光伝導型赤外線検出素子の感度を
向上させるためには、光電変換により生成したキャリア
が電極に到達する前に再結合することを抑制する必要が
ある。キャリアの再結合の速度は半導体結晶の内部にお
いては主にキャリア濃度、キャリア移動度等の半導体結
晶の特性により決まるが、半導体結晶の表面及び側壁で
は研磨、加工の際に生じる歪によりキャリアの再結合が
促進される。従って、光伝導型赤外線検出素子の感度は
半導体結晶に設けた受光領域の周囲（表面、裏面及び側
壁）でのキャリアの再結合の速度すなわちキャリア寿命
に依存する。
向上させるためには、光電変換により生成したキャリア
が電極に到達する前に再結合することを抑制する必要が
ある。キャリアの再結合の速度は半導体結晶の内部にお
いては主にキャリア濃度、キャリア移動度等の半導体結
晶の特性により決まるが、半導体結晶の表面及び側壁で
は研磨、加工の際に生じる歪によりキャリアの再結合が
促進される。従って、光伝導型赤外線検出素子の感度は
半導体結晶に設けた受光領域の周囲（表面、裏面及び側
壁）でのキャリアの再結合の速度すなわちキャリア寿命
に依存する。
【０００４】そこで、半導体結晶の周囲におけるキャリ
アの再結合を抑制するために、通常、陽極酸化膜という
正の固定電荷を持つ膜を半導体結晶の表面及び裏面に形
成し、電子とホールを分離し、キャリア寿命の改善を図
っている。以下、従来のこの種の光伝導型赤外線検出素
子の製造方法について、図６〜図９を参照して説明す
る。この種の光伝導型赤外線検出素子は一般に以下に示
す手順で製造される。 （１）半導体結晶（ＨｇＣｄＴｅ結晶）４の片面を研
磨、エッチングした後、エッチング面に陽極酸化膜３を
形成する（図６参照）。 （２）陽極酸化膜３を形成した面（裏面）を例えばサフ
ァイヤ等の支持基板１にエポキシ系の接着剤２で接着す
る（図６参照）。 （３）半導体結晶（ＨｇＣｄＴｅ結晶）４の露出した面
（表面）を研磨、エッチングし、陽極酸化膜８を形成す
る（図７参照）。 （４）半導体結晶４両端に例えばＡｕ／Ｃｒ等の電極５
を形成する（図８参照）。 （５）半導体結晶４及び電極５をイオンミリングもしく
はスパッタを用いてデバイス形状に加工する（図９参
照）。
アの再結合を抑制するために、通常、陽極酸化膜という
正の固定電荷を持つ膜を半導体結晶の表面及び裏面に形
成し、電子とホールを分離し、キャリア寿命の改善を図
っている。以下、従来のこの種の光伝導型赤外線検出素
子の製造方法について、図６〜図９を参照して説明す
る。この種の光伝導型赤外線検出素子は一般に以下に示
す手順で製造される。 （１）半導体結晶（ＨｇＣｄＴｅ結晶）４の片面を研
磨、エッチングした後、エッチング面に陽極酸化膜３を
形成する（図６参照）。 （２）陽極酸化膜３を形成した面（裏面）を例えばサフ
ァイヤ等の支持基板１にエポキシ系の接着剤２で接着す
る（図６参照）。 （３）半導体結晶（ＨｇＣｄＴｅ結晶）４の露出した面
（表面）を研磨、エッチングし、陽極酸化膜８を形成す
る（図７参照）。 （４）半導体結晶４両端に例えばＡｕ／Ｃｒ等の電極５
を形成する（図８参照）。 （５）半導体結晶４及び電極５をイオンミリングもしく
はスパッタを用いてデバイス形状に加工する（図９参
照）。
【０００５】上記した方法で製造した光伝導型赤外線検
出素子は受光領域の表面と裏面には陽極酸化膜は形成さ
れているが、受光領域側壁は上記（５）の工程で加工さ
れたままの状態であるため加工面が露出しており、従っ
て陽極酸化膜は形成されておらず、受光領域側壁でキャ
リアの再結合が促進される。受光領域側壁でのキャリア
の再結合の影響は、素子の形状（特に幅）が小さくなる
ほど顕著に現れる。
出素子は受光領域の表面と裏面には陽極酸化膜は形成さ
れているが、受光領域側壁は上記（５）の工程で加工さ
れたままの状態であるため加工面が露出しており、従っ
て陽極酸化膜は形成されておらず、受光領域側壁でキャ
リアの再結合が促進される。受光領域側壁でのキャリア
の再結合の影響は、素子の形状（特に幅）が小さくなる
ほど顕著に現れる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記の問題を解決する
には、受光領域側壁にも陽極酸化膜を形成すれば良い
が、そのためには上記（５）の加工工程の後に陽極酸化
を行う必要がある。しかし、上記（５）の工程の後には
半導体結晶の受光領域以外の部分には電極となる金属膜
が形成されており、半導体結晶と電極の双方に電解液中
で電流を供給しても電極金属の種類によっては電極の溶
解又は酸素発泡反応が活発に起こり、半導体結晶側に十
分な電流が供給されない。従って半導体結晶に良好な陽
極酸化膜を形成することができないという問題がある。
には、受光領域側壁にも陽極酸化膜を形成すれば良い
が、そのためには上記（５）の加工工程の後に陽極酸化
を行う必要がある。しかし、上記（５）の工程の後には
半導体結晶の受光領域以外の部分には電極となる金属膜
が形成されており、半導体結晶と電極の双方に電解液中
で電流を供給しても電極金属の種類によっては電極の溶
解又は酸素発泡反応が活発に起こり、半導体結晶側に十
分な電流が供給されない。従って半導体結晶に良好な陽
極酸化膜を形成することができないという問題がある。
【０００７】上記問題を回避するために、電極となる金
属膜として陽極酸化溶液中で電極の溶解または酸素発生
反応が起こらず、陽極酸化反応が進行する特性を有する
金属を選択しなければならない。また上記赤外線検出素
子は電極となる金属膜を通してパッケージと電気的に接
続する必要があるため、金属膜としてはワイヤーボンデ
ィングを容易に行えるものでなければならない。
属膜として陽極酸化溶液中で電極の溶解または酸素発生
反応が起こらず、陽極酸化反応が進行する特性を有する
金属を選択しなければならない。また上記赤外線検出素
子は電極となる金属膜を通してパッケージと電気的に接
続する必要があるため、金属膜としてはワイヤーボンデ
ィングを容易に行えるものでなければならない。
【０００８】これらの条件を満足する金属としてＩｎ，
Ｔｉ，Ａｌ等の金属があり、その中でＩｎ，Ａｌに関し
て、特開昭６１−２５１１６７号公報に以下に示す記載
がある。それによれば電極となる金属膜としてＩｎを用
いた場合、Ｉｎの酸化膜が導電性があるため陽極酸化の
電流は主としてＩｎ電極側に流れ、ＨｇＣｄＴｅ層の陽
極酸化に極めて長い時間を要し、電極表面に形成された
フォトレジスト膜が溶解することによる汚染が発生す
る。従ってＩｎ電極の上部を、その酸化膜が絶縁性を有
するＡｌで被覆しＩｎが陽極酸化液に触れないようにす
るとある。この出願明細書において陽極酸化液の組成が
明らかにされていないが、通常ＨｇＣｄＴｅ結晶の陽極
酸化液としては０．１Ｍ ＫＯＨ−９０％エチレングリ
コール＋１０％Ｈ2 Ｏ溶液が用いられる。この電解液中
でＨｇＣｄＴｅ結晶とＩｎ電極の双方に５μＡ／ｍｍ2
程度の直流電流を供給すると上記明細書に記載された通
りＩｎ電極での反応が支配的に行われるが、電解液中で
の化学反応は電解液の状態（組成、ｐＨ、液温等）ばか
りでなく、印加する電流の条件によっても変化する。従
って、Ｉｎの溶解、酸素発生反応を抑制する条件で陽極
酸化を行えばＨｇＣｄＴｅ結晶に良好な陽極酸化膜を形
成することは可能である。
Ｔｉ，Ａｌ等の金属があり、その中でＩｎ，Ａｌに関し
て、特開昭６１−２５１１６７号公報に以下に示す記載
がある。それによれば電極となる金属膜としてＩｎを用
いた場合、Ｉｎの酸化膜が導電性があるため陽極酸化の
電流は主としてＩｎ電極側に流れ、ＨｇＣｄＴｅ層の陽
極酸化に極めて長い時間を要し、電極表面に形成された
フォトレジスト膜が溶解することによる汚染が発生す
る。従ってＩｎ電極の上部を、その酸化膜が絶縁性を有
するＡｌで被覆しＩｎが陽極酸化液に触れないようにす
るとある。この出願明細書において陽極酸化液の組成が
明らかにされていないが、通常ＨｇＣｄＴｅ結晶の陽極
酸化液としては０．１Ｍ ＫＯＨ−９０％エチレングリ
コール＋１０％Ｈ2 Ｏ溶液が用いられる。この電解液中
でＨｇＣｄＴｅ結晶とＩｎ電極の双方に５μＡ／ｍｍ2
程度の直流電流を供給すると上記明細書に記載された通
りＩｎ電極での反応が支配的に行われるが、電解液中で
の化学反応は電解液の状態（組成、ｐＨ、液温等）ばか
りでなく、印加する電流の条件によっても変化する。従
って、Ｉｎの溶解、酸素発生反応を抑制する条件で陽極
酸化を行えばＨｇＣｄＴｅ結晶に良好な陽極酸化膜を形
成することは可能である。
【０００９】また、明細書中Ｉｎの表面をＡｌで被覆す
るとの記載があるが、Ｉｎの蒸着膜はＡｌ等の金属と異
なり表面の凹凸が著しく、その上に５００Ａ〜６００Ａ
程度の厚さのＡｌ膜を形成してもＩｎを完全に覆うこと
は困難であり直流電流で陽極酸化を行う限りＨｇＣｄＴ
ｅ層に良好な陽極酸化膜を形成することは困難であり、
またＡｌ膜をあまり厚くするとワイヤーボンディングに
おいて支障が生じるという問題がある。
るとの記載があるが、Ｉｎの蒸着膜はＡｌ等の金属と異
なり表面の凹凸が著しく、その上に５００Ａ〜６００Ａ
程度の厚さのＡｌ膜を形成してもＩｎを完全に覆うこと
は困難であり直流電流で陽極酸化を行う限りＨｇＣｄＴ
ｅ層に良好な陽極酸化膜を形成することは困難であり、
またＡｌ膜をあまり厚くするとワイヤーボンディングに
おいて支障が生じるという問題がある。
【００１０】本発明の課題は、上記問題点を解消し、素
子の側面でのキャリアの再結合に起因する感度の低下を
防止することができる光伝導型赤外線検出素子の製造方
法を提供することである。
子の側面でのキャリアの再結合に起因する感度の低下を
防止することができる光伝導型赤外線検出素子の製造方
法を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、支持基
板に固定されたＨｇＣｄＴｅ結晶上に電極となる金属膜
を形成する工程と、前記ＨｇＣｄＴｅ結晶と前記金属膜
をイオンミリングもしくはスパッタで加工する工程と、
前記ＨｇＣｄＴｅ結晶の露出する部分に陽極酸化膜を形
成する工程を有する光伝導型の赤外線検出素子の製造方
法において、前記金属膜をＩｎ／Ｔｉとし、前記ＨｇＣ
ｄＴｅ結晶と前記金属膜にＫＯＨからなる電解液中でパ
ルス状の電圧を印加し、前記ＨｇＣｄＴｅ結晶表面及び
側壁に陽極酸化膜を形成することを特徴とする光伝導型
赤外線検出素子の製造方法が得られる。
板に固定されたＨｇＣｄＴｅ結晶上に電極となる金属膜
を形成する工程と、前記ＨｇＣｄＴｅ結晶と前記金属膜
をイオンミリングもしくはスパッタで加工する工程と、
前記ＨｇＣｄＴｅ結晶の露出する部分に陽極酸化膜を形
成する工程を有する光伝導型の赤外線検出素子の製造方
法において、前記金属膜をＩｎ／Ｔｉとし、前記ＨｇＣ
ｄＴｅ結晶と前記金属膜にＫＯＨからなる電解液中でパ
ルス状の電圧を印加し、前記ＨｇＣｄＴｅ結晶表面及び
側壁に陽極酸化膜を形成することを特徴とする光伝導型
赤外線検出素子の製造方法が得られる。
【００１２】さらに、本発明によれば、前記金属膜がＩ
ｎであることを特徴とする光伝導型赤外線検出素子の製
造方法が得られる。
ｎであることを特徴とする光伝導型赤外線検出素子の製
造方法が得られる。
【００１３】さらに、本発明によれば、電解液として、
０．０１〜０．１Ｍ ＫＯＨ−９０％エチレングリコー
ル＋１０％Ｈ2 Ｏ溶液を用い、印加するパルスとしてピ
ーク／ピーク電圧を１０〜１５Ｖ、繰り返し周波数を５
００〜２ｋＨｚ、デューティ比を５〜２０％にすること
を特徴とする光伝導型赤外線検出素子の製造方法が得ら
れる。
０．０１〜０．１Ｍ ＫＯＨ−９０％エチレングリコー
ル＋１０％Ｈ2 Ｏ溶液を用い、印加するパルスとしてピ
ーク／ピーク電圧を１０〜１５Ｖ、繰り返し周波数を５
００〜２ｋＨｚ、デューティ比を５〜２０％にすること
を特徴とする光伝導型赤外線検出素子の製造方法が得ら
れる。
【００１４】
【作用】上記した条件でパルスを印加してＨｇＣｄＴｅ
結晶及びＩｎまたはＩｎ／Ｔｉ電極を同時に陽極酸化す
ると、パルスの立ち上がりの状態ではＨｇＣｄＴｅ結晶
及び電極の双方に電流が供給され、双方に陽極酸化膜が
形成され、時間の経過と共に電流が一定レベルまで下が
り、その後は電極の反応が支配的となり陽極酸化の電流
は電極のみで消費される。パルスがローレベルすなわち
電解液と同電位の時は、積極的な反応は停止しＯＨ- イ
オンがＨｇＣｄＴｅ結晶及び電極の近傍に拡散される。
この動作を繰り返すと徐々にＨｇＣｄＴｅ結晶側の陽極
酸化膜が厚くなり、パルスの印加から約１０分で所定の
厚さの陽極酸化膜の形成が完了する。
結晶及びＩｎまたはＩｎ／Ｔｉ電極を同時に陽極酸化す
ると、パルスの立ち上がりの状態ではＨｇＣｄＴｅ結晶
及び電極の双方に電流が供給され、双方に陽極酸化膜が
形成され、時間の経過と共に電流が一定レベルまで下が
り、その後は電極の反応が支配的となり陽極酸化の電流
は電極のみで消費される。パルスがローレベルすなわち
電解液と同電位の時は、積極的な反応は停止しＯＨ- イ
オンがＨｇＣｄＴｅ結晶及び電極の近傍に拡散される。
この動作を繰り返すと徐々にＨｇＣｄＴｅ結晶側の陽極
酸化膜が厚くなり、パルスの印加から約１０分で所定の
厚さの陽極酸化膜の形成が完了する。
【００１５】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図１〜図４は本発明の一実施例である光伝導型
赤外線検出素子の製造工程を示す平面図及びその断面図
であり、図５は本発明の一実施例である陽極酸化膜形成
時における印加パルス及び陽極酸化電流の経時変化を示
す図である。
明する。図１〜図４は本発明の一実施例である光伝導型
赤外線検出素子の製造工程を示す平面図及びその断面図
であり、図５は本発明の一実施例である陽極酸化膜形成
時における印加パルス及び陽極酸化電流の経時変化を示
す図である。
【００１６】まず図１に示すように、例えばＨｇＣｄＴ
ｅ結晶４の片面（裏面）を研磨、エッチングした後、
０．１Ｍ ＫＯＨ−９０％エチレングリコール＋１０％
Ｈ2 Ｏ溶液中で陽極酸化膜３を形成する。このときの陽
極酸化はＨｇＣｄＴｅ以外の材料が混在していないた
め、メッキ電流は直流でもパルスでも良く、例えば５μ
Ａ／ｍｍ2 の直流電流を供給し電位が１４Ｖになるまで
陽極酸化を行うと約７００Ａの厚さの陽極酸化膜３が形
成される。陽極酸化膜３形成後、その面と例えばサファ
イア等の支持基板１をエポキシ系接着剤２で接着する。
ｅ結晶４の片面（裏面）を研磨、エッチングした後、
０．１Ｍ ＫＯＨ−９０％エチレングリコール＋１０％
Ｈ2 Ｏ溶液中で陽極酸化膜３を形成する。このときの陽
極酸化はＨｇＣｄＴｅ以外の材料が混在していないた
め、メッキ電流は直流でもパルスでも良く、例えば５μ
Ａ／ｍｍ2 の直流電流を供給し電位が１４Ｖになるまで
陽極酸化を行うと約７００Ａの厚さの陽極酸化膜３が形
成される。陽極酸化膜３形成後、その面と例えばサファ
イア等の支持基板１をエポキシ系接着剤２で接着する。
【００１７】次にＨｇＣｄＴｅ結晶４を約１０μｍの厚
さになるまで研磨、エッチングした後、図２に示すよう
にＨｇＣｄＴｅ結晶４の受光領域６となる部分にレジス
トパターンを形成し、その上からＩｎを１〜２μｍまた
はＩｎ（１〜２μｍ）／Ｔｉ（数１００Ａ）を蒸着す
る。蒸着後アセトン等の有機溶剤中に試料を浸漬し、レ
ジストパターンを溶解すると共に、受光領域６上の蒸着
膜をリフトオフし、電極５を形成する。
さになるまで研磨、エッチングした後、図２に示すよう
にＨｇＣｄＴｅ結晶４の受光領域６となる部分にレジス
トパターンを形成し、その上からＩｎを１〜２μｍまた
はＩｎ（１〜２μｍ）／Ｔｉ（数１００Ａ）を蒸着す
る。蒸着後アセトン等の有機溶剤中に試料を浸漬し、レ
ジストパターンを溶解すると共に、受光領域６上の蒸着
膜をリフトオフし、電極５を形成する。
【００１８】次に、図３に示すようにＨｇＣｄＴｅ結晶
４及び電極５を最終形状に加工するためにレジストパタ
ーンを形成した後、イオンミリング装置を用いてＨｇＣ
ｄＴｅ結晶４及び電極５をエッチングする。エッチング
後レジストパターンを除去し、ＨｇＣｄＴｅ結晶４及び
電極５が混在した状態のまま対極と共に陽極酸化液に浸
漬する。その際、陽極酸化溶液としては０．０１〜０．
１Ｍ ＫＯＨ−９０％エチレングリコール＋１０％Ｈ2
Ｏ溶液を用い、ＨｇＣｄＴｅ結晶４及び電極５側が＋、
対極が−になるように接続し、図５に示すようなパルス
の電圧を印加する。パルスの条件は、ローレベルを電解
液と同電位、ハイレベルを１４Ｖ、パルスの繰り返し周
波数を２ｋＨｚ、デューティ比を２０％に設定する。こ
こでパルスのピーク／ピーク電圧は陽極酸化溶液中での
電極５の反応を左右し、たとえば電圧が高すぎると電極
５の溶解、酸素発生が起こり、低すぎるとＨｇＣｄＴｅ
結晶４に所定の厚さの陽極酸化膜を形成することができ
ない。またパルスの周波数及びデューティ比はＨｇＣｄ
Ｔｅ結晶４側に配分される電流を決め、たとえば周波数
が小さくデューティ比が大きいとパルスのＤＣ成分が増
加し、電流が電極５側に選択的に流れＨｇＣｄＴｅ結晶
４側の配分が少なくなる。従ってこれらのパラメータは
上記材料、溶液を用いた場合、パルスのピーク／ピーク
電圧は１０〜１５Ｖ、パルスの繰り返し周波数は５００
〜２ｋＨｚ、デューティ比は５〜２０％が適正範囲であ
る。
４及び電極５を最終形状に加工するためにレジストパタ
ーンを形成した後、イオンミリング装置を用いてＨｇＣ
ｄＴｅ結晶４及び電極５をエッチングする。エッチング
後レジストパターンを除去し、ＨｇＣｄＴｅ結晶４及び
電極５が混在した状態のまま対極と共に陽極酸化液に浸
漬する。その際、陽極酸化溶液としては０．０１〜０．
１Ｍ ＫＯＨ−９０％エチレングリコール＋１０％Ｈ2
Ｏ溶液を用い、ＨｇＣｄＴｅ結晶４及び電極５側が＋、
対極が−になるように接続し、図５に示すようなパルス
の電圧を印加する。パルスの条件は、ローレベルを電解
液と同電位、ハイレベルを１４Ｖ、パルスの繰り返し周
波数を２ｋＨｚ、デューティ比を２０％に設定する。こ
こでパルスのピーク／ピーク電圧は陽極酸化溶液中での
電極５の反応を左右し、たとえば電圧が高すぎると電極
５の溶解、酸素発生が起こり、低すぎるとＨｇＣｄＴｅ
結晶４に所定の厚さの陽極酸化膜を形成することができ
ない。またパルスの周波数及びデューティ比はＨｇＣｄ
Ｔｅ結晶４側に配分される電流を決め、たとえば周波数
が小さくデューティ比が大きいとパルスのＤＣ成分が増
加し、電流が電極５側に選択的に流れＨｇＣｄＴｅ結晶
４側の配分が少なくなる。従ってこれらのパラメータは
上記材料、溶液を用いた場合、パルスのピーク／ピーク
電圧は１０〜１５Ｖ、パルスの繰り返し周波数は５００
〜２ｋＨｚ、デューティ比は５〜２０％が適正範囲であ
る。
【００１９】次に図５を用いて、パルスの印加時におけ
るＨｇＣｄＴｅ結晶４及び電極５での陽極酸化反応につ
いて考察する。まず、パルスの立ち上がりの状態では、
瞬間的に試料に電圧が加わるため陽極酸化反応は材料、
形態の依存性が少なく、ＨｇＣｄＴｅ結晶４及び電極５
の双方に電流が供給され陽極酸化反応が進行し、ＨｇＣ
ｄＴｅ結晶４には絶縁性の酸化膜が電極５には導電性の
酸化膜が形成される。しかし、時間の経過と共に、直流
電流を加えたときと同様に反応の電位の高い、すなわち
絶縁性の酸化膜が形成されたＨｇＣｄＴｅ結晶４側の反
応が起こりにくくなるため電流が一定レベルまで下が
り、その後は電極５のみで反応が進行する。次にパルス
がローレベルすなわち電解液と同電位の時は、積極的な
反応は停止しＯＨ- イオンがＨｇＣｄＴｅ結晶４及び電
極５の近傍に拡散される。この動作を繰り返すと徐々に
ＨｇＣｄＴｅ結晶４側の陽極酸化膜が厚くなり、図４に
示すようにパルス電圧印加から約１０分で７００Ａ程度
の厚さの陽極酸化膜７，８がそれぞれ受光領域６の側壁
及び表面に形成される。次に電極５のボンディングパッ
ド以外に部分にＺｎＳ等の保護膜を形成して赤外線検出
素子が完成する。
るＨｇＣｄＴｅ結晶４及び電極５での陽極酸化反応につ
いて考察する。まず、パルスの立ち上がりの状態では、
瞬間的に試料に電圧が加わるため陽極酸化反応は材料、
形態の依存性が少なく、ＨｇＣｄＴｅ結晶４及び電極５
の双方に電流が供給され陽極酸化反応が進行し、ＨｇＣ
ｄＴｅ結晶４には絶縁性の酸化膜が電極５には導電性の
酸化膜が形成される。しかし、時間の経過と共に、直流
電流を加えたときと同様に反応の電位の高い、すなわち
絶縁性の酸化膜が形成されたＨｇＣｄＴｅ結晶４側の反
応が起こりにくくなるため電流が一定レベルまで下が
り、その後は電極５のみで反応が進行する。次にパルス
がローレベルすなわち電解液と同電位の時は、積極的な
反応は停止しＯＨ- イオンがＨｇＣｄＴｅ結晶４及び電
極５の近傍に拡散される。この動作を繰り返すと徐々に
ＨｇＣｄＴｅ結晶４側の陽極酸化膜が厚くなり、図４に
示すようにパルス電圧印加から約１０分で７００Ａ程度
の厚さの陽極酸化膜７，８がそれぞれ受光領域６の側壁
及び表面に形成される。次に電極５のボンディングパッ
ド以外に部分にＺｎＳ等の保護膜を形成して赤外線検出
素子が完成する。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の光伝導型
赤外線検出素子の製造方法では、陽極酸化工程におい
て、ピーク／ピーク電圧を１０〜１５Ｖ、繰り返し周波
数を５００〜２ｋＨｚ、デューティ比を５〜２０％の条
件でＨｇＣｄＴｅ結晶４及びＩｎまたはＩｎ／Ｔｉから
なる電極５の双方にパルスを印加すると、パルスの立ち
上がりの状態では瞬間的に電圧が加わり電極５と同時に
ＨｇＣｄＴｅ結晶４にも電流が供給されるため、所定の
時間陽極酸化を行えばＨｇＣｄＴｅ結晶４の受光領域６
の表面８及び側面７に所定の厚さの陽極酸化膜を形成す
ることができる。従って、従来の素子で問題となってい
た素子の側面でのキャリアの再結合に起因する感度の低
下を防止することができる。
赤外線検出素子の製造方法では、陽極酸化工程におい
て、ピーク／ピーク電圧を１０〜１５Ｖ、繰り返し周波
数を５００〜２ｋＨｚ、デューティ比を５〜２０％の条
件でＨｇＣｄＴｅ結晶４及びＩｎまたはＩｎ／Ｔｉから
なる電極５の双方にパルスを印加すると、パルスの立ち
上がりの状態では瞬間的に電圧が加わり電極５と同時に
ＨｇＣｄＴｅ結晶４にも電流が供給されるため、所定の
時間陽極酸化を行えばＨｇＣｄＴｅ結晶４の受光領域６
の表面８及び側面７に所定の厚さの陽極酸化膜を形成す
ることができる。従って、従来の素子で問題となってい
た素子の側面でのキャリアの再結合に起因する感度の低
下を防止することができる。
【図１】（ａ）は本発明に係る光伝導型赤外線素子の製
造方法を説明するための工程図であり、（ｂ）は（ａ）
のＡ−Ａ′線断面図である。
造方法を説明するための工程図であり、（ｂ）は（ａ）
のＡ−Ａ′線断面図である。
【図２】（ａ）は本発明に係る光伝導型赤外線素子の製
造方法を説明するための工程図であり、（ｂ）は（ａ）
のＡ−Ａ′線断面図である。
造方法を説明するための工程図であり、（ｂ）は（ａ）
のＡ−Ａ′線断面図である。
【図３】（ａ）は本発明に係る光伝導型赤外線素子の製
造方法を説明するための工程図であり、（ｂ）は（ａ）
のＡ−Ａ′線断面図である。
造方法を説明するための工程図であり、（ｂ）は（ａ）
のＡ−Ａ′線断面図である。
【図４】図１〜図３に示された工程が完了後の光伝導型
赤外線素子の構造を示した断面図である。
赤外線素子の構造を示した断面図である。
【図５】陽極酸化膜形成時における印加パルス及び陽極
酸化電流の経時変化を示す図である。
酸化電流の経時変化を示す図である。
【図６】（ａ）は従来の光伝導型赤外線素子の製造方法
を説明するための工程図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−
Ａ′線断面図である。
を説明するための工程図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−
Ａ′線断面図である。
【図７】従来の光伝導型赤外線素子の製造方法を説明す
るための工程図である。
るための工程図である。
【図８】（ａ）は従来の光伝導型赤外線素子の製造方法
を説明するための工程図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−
Ａ′線断面図である。
を説明するための工程図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−
Ａ′線断面図である。
【図９】（ａ）は従来の光伝導型赤外線素子の製造方法
を説明するための工程図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−
Ａ′線断面図である。
を説明するための工程図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−
Ａ′線断面図である。
１ 支持基板 ２ 接着剤 ３，７，８ 陽極酸化膜 ４ ＨｇＣｄＴｅ結晶 ５ 電極 ６ 受光領域
Claims (3)
- 【請求項１】 支持基板に固定されたＨｇＣｄＴｅ結晶
上に電極となる金属膜を形成する工程と、前記ＨｇＣｄ
Ｔｅ結晶と前記金属膜をイオンミリングもしくはスパッ
タで加工する工程と、前記ＨｇＣｄＴｅ結晶の露出する
部分に陽極酸化膜を形成する工程を有する光伝導型の赤
外線検出素子の製造方法において、前記金属膜をＩｎ／
Ｔｉとし、前記ＨｇＣｄＴｅ結晶と前記金属膜にＫＯＨ
からなる電解液中でパルス状の電圧を印加し、前記Ｈｇ
ＣｄＴｅ結晶表面及び側壁に陽極酸化膜を形成すること
を特徴とする光伝導型赤外線検出素子の製造方法。 - 【請求項２】 前記金属膜がＩｎであることを特徴とす
る請求項１記載の光伝導型赤外線検出素子の製造方法。 - 【請求項３】 電解液として、０．０１〜０．１Ｍ Ｋ
ＯＨ−９０％エチレングリコール＋１０％Ｈ2 Ｏ溶液を
用い、印加するパルスとしてピーク／ピーク電圧を１０
〜１５Ｖ、繰り返し周波数を５００〜２ｋＨｚ、デュー
ティ比を５〜２０％にすることを特徴とする請求項１又
は２記載の光伝導型赤外線検出素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7109472A JP2697674B2 (ja) | 1995-05-08 | 1995-05-08 | 光伝導型赤外線検出素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7109472A JP2697674B2 (ja) | 1995-05-08 | 1995-05-08 | 光伝導型赤外線検出素子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08306940A true JPH08306940A (ja) | 1996-11-22 |
| JP2697674B2 JP2697674B2 (ja) | 1998-01-14 |
Family
ID=14511108
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7109472A Expired - Fee Related JP2697674B2 (ja) | 1995-05-08 | 1995-05-08 | 光伝導型赤外線検出素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2697674B2 (ja) |
-
1995
- 1995-05-08 JP JP7109472A patent/JP2697674B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2697674B2 (ja) | 1998-01-14 |
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|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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