JPH08316519A - 赤外線検知装置 - Google Patents
赤外線検知装置Info
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- JPH08316519A JPH08316519A JP7115581A JP11558195A JPH08316519A JP H08316519 A JPH08316519 A JP H08316519A JP 7115581 A JP7115581 A JP 7115581A JP 11558195 A JP11558195 A JP 11558195A JP H08316519 A JPH08316519 A JP H08316519A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 赤外線検知装置に関し、画素に於ける光電変
換効率を向上させると共に迷光に起因する解像度の低下
を解消し、画素を明確化して鮮明な表示を得る。 【構成】 例えばp型HgCdTe結晶層12とn+ −
不純物領域13とで構成され、CdZnTe基板11側
から入射する赤外光を検知する裏面入射型赤外線フォト
・ダイオード・アレイに於いて、そのフォト・ダイオー
ド・アレイ上に第一の保護絶縁膜14及び第二の保護絶
縁膜16が積層形成され、第一の保護絶縁膜14及び第
二の保護絶縁膜16の間或いは第一の保護絶縁膜14の
表面に各フォト・ダイオードに対応して反射兼導電膜1
5が形成され、各フォト・ダイオードと第一の保護絶縁
膜14との界面で反射した光及び反射兼導電膜15で反
射した光それぞれの位相が一致するよう各フォト・ダイ
オードと各反射兼導電膜15との間に介在する第一の保
護絶縁膜14の厚さを選択する。
換効率を向上させると共に迷光に起因する解像度の低下
を解消し、画素を明確化して鮮明な表示を得る。 【構成】 例えばp型HgCdTe結晶層12とn+ −
不純物領域13とで構成され、CdZnTe基板11側
から入射する赤外光を検知する裏面入射型赤外線フォト
・ダイオード・アレイに於いて、そのフォト・ダイオー
ド・アレイ上に第一の保護絶縁膜14及び第二の保護絶
縁膜16が積層形成され、第一の保護絶縁膜14及び第
二の保護絶縁膜16の間或いは第一の保護絶縁膜14の
表面に各フォト・ダイオードに対応して反射兼導電膜1
5が形成され、各フォト・ダイオードと第一の保護絶縁
膜14との界面で反射した光及び反射兼導電膜15で反
射した光それぞれの位相が一致するよう各フォト・ダイ
オードと各反射兼導電膜15との間に介在する第一の保
護絶縁膜14の厚さを選択する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、赤外線に対して透明で
ある基板側から光を入射させる形式の裏面入射型と呼ば
れる赤外線検知装置の改良に関する。
ある基板側から光を入射させる形式の裏面入射型と呼ば
れる赤外線検知装置の改良に関する。
【0002】現在、赤外線検知装置に於いては、光電変
換素子を2次元或いは1次元に配列して光電変換部分を
構成しているので、そのアレイになっている光電変換素
子の一つ一つに信号処理回路を結合することが必要であ
り、その場合の容易性が高いことから、光電変換部分と
信号処理回路とを対向して結合し、基板側から光を入射
させる裏面入射型のものが主流となっている。
換素子を2次元或いは1次元に配列して光電変換部分を
構成しているので、そのアレイになっている光電変換素
子の一つ一つに信号処理回路を結合することが必要であ
り、その場合の容易性が高いことから、光電変換部分と
信号処理回路とを対向して結合し、基板側から光を入射
させる裏面入射型のものが主流となっている。
【0003】ところが、その光電変換部分と信号処理回
路との結合構造に起因して解像度が低下する旨の問題が
起こっているので、それを改善しなければならず、本発
明に依れば、その問題を解決することができる。
路との結合構造に起因して解像度が低下する旨の問題が
起こっているので、それを改善しなければならず、本発
明に依れば、その問題を解決することができる。
【0004】
【従来の技術】図4は標準的な裏面入射型赤外線検知装
置を表す要部切断側面図である。図に於いて、1はCd
ZnTe基板、2はp型HgCdTe結晶層、3はn+
−不純物領域、4は保護絶縁膜、5は金属コンタクト部
分、6は金属バンプ、7は信号処理回路、8は信号処理
回路の配線をそれぞれ示している。
置を表す要部切断側面図である。図に於いて、1はCd
ZnTe基板、2はp型HgCdTe結晶層、3はn+
−不純物領域、4は保護絶縁膜、5は金属コンタクト部
分、6は金属バンプ、7は信号処理回路、8は信号処理
回路の配線をそれぞれ示している。
【0005】図4に見られる裏面入射型赤外線検知装置
を作成するには、 (1) エピタキシャル成長法を適用して、赤外線に対
して透明であるCdZnTe基板1上にp型HgCdT
e結晶層2をエピタキシャル成長させる。
を作成するには、 (1) エピタキシャル成長法を適用して、赤外線に対
して透明であるCdZnTe基板1上にp型HgCdT
e結晶層2をエピタキシャル成長させる。
【0006】(2) 次いで、イオン注入法を適用し、
p型HgCdTe結晶層2にn型不純物を導入してn+
−不純物領域3を形成する。
p型HgCdTe結晶層2にn型不純物を導入してn+
−不純物領域3を形成する。
【0007】(3) 次いで、真空蒸着(或いは抵抗加
熱、或いはスパッタリング、或いは電子ビーム加熱)法
を適用し、全面に保護絶縁膜4を形成する。
熱、或いはスパッタリング、或いは電子ビーム加熱)法
を適用し、全面に保護絶縁膜4を形成する。
【0008】(4) 次いで、リソグラフィ技術を適用
し、保護絶縁膜4のエッチングを行ってコンタクト・ホ
ールを形成する。
し、保護絶縁膜4のエッチングを行ってコンタクト・ホ
ールを形成する。
【0009】(5) 次いで、リソグラフィ技術に於け
るレジスト・プロセス、真空蒸着法、リフト・オフ法を
適用することに依り、n+ −不純物領域3とコンタクト
し、且つ、前記コンタクト・ホールを埋める金属コンタ
クト部分5を形成する。
るレジスト・プロセス、真空蒸着法、リフト・オフ法を
適用することに依り、n+ −不純物領域3とコンタクト
し、且つ、前記コンタクト・ホールを埋める金属コンタ
クト部分5を形成する。
【0010】(6) 次いで、リソグラフィ技術に於け
るレジスト・プロセス、真空蒸着法、リフト・オフ法を
適用することに依り、金属コンタクト部分5と導電接続
されているバンプ6を形成する。
るレジスト・プロセス、真空蒸着法、リフト・オフ法を
適用することに依り、金属コンタクト部分5と導電接続
されているバンプ6を形成する。
【0011】(7) この後、バンプ6を利用し、配線
8をもつ信号処理回路7と結合する。
8をもつ信号処理回路7と結合する。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】図4について説明した
赤外線検知装置に於いて、入射光は、p型HgCdTe
結晶層2とn+ −不純物領域3とで生成されたpn接合
からなるフォト・ダイオードに依って光電変換されるの
であるが、全ての入射光が光電変換されるわけではな
く、一部の入射光は、金属コンタクト部分5で反射され
たり、また、一部は保護絶縁膜4を透過して例えばバン
プ6、信号処理回路7の表面、配線8などに依って反射
される。
赤外線検知装置に於いて、入射光は、p型HgCdTe
結晶層2とn+ −不純物領域3とで生成されたpn接合
からなるフォト・ダイオードに依って光電変換されるの
であるが、全ての入射光が光電変換されるわけではな
く、一部の入射光は、金属コンタクト部分5で反射され
たり、また、一部は保護絶縁膜4を透過して例えばバン
プ6、信号処理回路7の表面、配線8などに依って反射
される。
【0013】このように、種々な部分から反射光は、い
わゆる、迷光と呼ばれ、画素サイズを不確定なものと
し、解像度を低下させる原因になる。
わゆる、迷光と呼ばれ、画素サイズを不確定なものと
し、解像度を低下させる原因になる。
【0014】本発明は、簡単な構造改変に依って、画素
に於ける光電変換効率を向上させると共に迷光に起因す
る解像度の低下を解消して画素を明確化し、鮮明な表示
を得られるようにする。
に於ける光電変換効率を向上させると共に迷光に起因す
る解像度の低下を解消して画素を明確化し、鮮明な表示
を得られるようにする。
【0015】
【課題を解決するための手段】図1は本発明の原理を説
明する為の赤外線検知装置を表す要部切断側面図であ
る。
明する為の赤外線検知装置を表す要部切断側面図であ
る。
【0016】図に於いて、11はCdZnTe又はCd
Teからなる基板、12はp型HgCdTe結晶層、1
3はn+ −不純物領域、14は第一の保護絶縁膜、15
は反射兼導電膜、16は第二の保護絶縁膜、17は金属
コンタクト部分、18は金属バンプ、19は信号処理回
路、20は信号処理回路の配線、Lは波長λの入射赤外
光、R1 及びR2 は反射光をそれぞれ示している。
Teからなる基板、12はp型HgCdTe結晶層、1
3はn+ −不純物領域、14は第一の保護絶縁膜、15
は反射兼導電膜、16は第二の保護絶縁膜、17は金属
コンタクト部分、18は金属バンプ、19は信号処理回
路、20は信号処理回路の配線、Lは波長λの入射赤外
光、R1 及びR2 は反射光をそれぞれ示している。
【0017】図示の赤外線検知装置に於いて、第一の保
護絶縁膜14は、その屈折率がn1であるとした場合、
厚さd1 は、 d1 =λ/4n1 となるよう選択され、また、赤外光に対して透明であ
る。
護絶縁膜14は、その屈折率がn1であるとした場合、
厚さd1 は、 d1 =λ/4n1 となるよう選択され、また、赤外光に対して透明であ
る。
【0018】また、金属コンタクト部分17と金属バン
プ18との間のオーミック・コンタクト性を高めている
反射兼導電膜15の大きさは画素サイズの大きさにす
る。
プ18との間のオーミック・コンタクト性を高めている
反射兼導電膜15の大きさは画素サイズの大きさにす
る。
【0019】第二の保護絶縁膜16は、赤外光を反射す
る機能、若しくは、赤外光を吸収する機能をもち、その
厚さを前記各機能が充分に発揮できるように選択する。
る機能、若しくは、赤外光を吸収する機能をもち、その
厚さを前記各機能が充分に発揮できるように選択する。
【0020】前記したところから、本発明に依る赤外線
検知装置に於いては、 (1)基板(例えばCdZnTe基板11)側から入射
する赤外光を検知する裏面入射型赤外線フォト・ダイオ
ード(例えばp型HgCdTe結晶層12とn+ −不純
物領域13とで構成)・アレイに於いて、前記フォト・
ダイオード・アレイ上に積層形成された複数層からなる
保護絶縁膜(例えば第一の保護絶縁膜14及び第二の保
護絶縁膜16など)と、前記複数層からなる保護絶縁膜
の間或いは表面に前記各フォト・ダイオードに対応して
形成された反射兼導電膜(例えば反射兼導電膜15)と
を備えて、前記フォト・ダイオードと前記保護絶縁膜と
の界面で反射した光及び前記反射兼導電膜で反射した光
それぞれの位相が一致するよう前記各フォト・ダイオー
ドと前記各反射兼導電膜との間に介在する保護絶縁膜の
厚さを選択することを特徴とするか、又は、
検知装置に於いては、 (1)基板(例えばCdZnTe基板11)側から入射
する赤外光を検知する裏面入射型赤外線フォト・ダイオ
ード(例えばp型HgCdTe結晶層12とn+ −不純
物領域13とで構成)・アレイに於いて、前記フォト・
ダイオード・アレイ上に積層形成された複数層からなる
保護絶縁膜(例えば第一の保護絶縁膜14及び第二の保
護絶縁膜16など)と、前記複数層からなる保護絶縁膜
の間或いは表面に前記各フォト・ダイオードに対応して
形成された反射兼導電膜(例えば反射兼導電膜15)と
を備えて、前記フォト・ダイオードと前記保護絶縁膜と
の界面で反射した光及び前記反射兼導電膜で反射した光
それぞれの位相が一致するよう前記各フォト・ダイオー
ドと前記各反射兼導電膜との間に介在する保護絶縁膜の
厚さを選択することを特徴とするか、又は、
【0021】(2)前記(1)に於いて、赤外光を反射
する材料(例えばSiO2 或いはサファイア)で構成さ
れ且つ反射兼導電膜(例えば反射兼導電膜15)の光反
射面より表面側に形成された保護絶縁膜(例えば第二の
保護絶縁膜16)を備え、フォト・ダイオード間に入射
した光のうち、結晶層界面(例えばHgCdTe結晶層
12の表面)で反射される光及び反射兼導電膜が形成さ
れている保護絶縁膜界面で反射される光それぞれの位相
を反転させて相互に打ち消し合わせることを特徴とする
か、又は、
する材料(例えばSiO2 或いはサファイア)で構成さ
れ且つ反射兼導電膜(例えば反射兼導電膜15)の光反
射面より表面側に形成された保護絶縁膜(例えば第二の
保護絶縁膜16)を備え、フォト・ダイオード間に入射
した光のうち、結晶層界面(例えばHgCdTe結晶層
12の表面)で反射される光及び反射兼導電膜が形成さ
れている保護絶縁膜界面で反射される光それぞれの位相
を反転させて相互に打ち消し合わせることを特徴とする
か、又は、
【0022】(3)前記(1)に於いて、赤外光を吸収
する材料(例えばSiNx )で構成され且つ反射兼導電
膜の光反射面より表面側に形成された保護絶縁膜(例え
ば第二の保護絶縁膜16)を備え、フォト・ダイオード
間に入射した光を吸収して該領域に於ける反射光の強度
を低減させることを特徴とするか、又は、
する材料(例えばSiNx )で構成され且つ反射兼導電
膜の光反射面より表面側に形成された保護絶縁膜(例え
ば第二の保護絶縁膜16)を備え、フォト・ダイオード
間に入射した光を吸収して該領域に於ける反射光の強度
を低減させることを特徴とするか、又は、
【0023】(4)前記(1)に於いて、波長λの赤外
光(例えば波長が10〔μm〕の赤外光)に透明な屈折
率nの材料(例えばCdTe、CdSe、CdS、Ga
As、GaSe、BaF2 、AgBr、CsI等)で構
成され且つ反射兼導電膜(例えば反射兼導電膜15)の
光反射面(フォト・ダイオード側表面)より表面側に2
nd=λの式を満たす厚さd(例えば1.85〔μ
m〕)をもって形成された保護絶縁膜(例えば第二の保
護絶縁膜16)を備え、フォト・ダイオード間(画素
間)に入射した光のうち、結晶層界面(例えばHgCd
Te結晶層12の表面)で反射される光及び反射兼導電
膜が形成されている保護絶縁膜界面(例えば第一の保護
絶縁膜14と第二の保護絶縁膜16との界面)で反射さ
れる光それぞれの位相を反転させて相互に打ち消し合わ
せて反射光の強度を低減させることを特徴とするか、又
は、
光(例えば波長が10〔μm〕の赤外光)に透明な屈折
率nの材料(例えばCdTe、CdSe、CdS、Ga
As、GaSe、BaF2 、AgBr、CsI等)で構
成され且つ反射兼導電膜(例えば反射兼導電膜15)の
光反射面(フォト・ダイオード側表面)より表面側に2
nd=λの式を満たす厚さd(例えば1.85〔μ
m〕)をもって形成された保護絶縁膜(例えば第二の保
護絶縁膜16)を備え、フォト・ダイオード間(画素
間)に入射した光のうち、結晶層界面(例えばHgCd
Te結晶層12の表面)で反射される光及び反射兼導電
膜が形成されている保護絶縁膜界面(例えば第一の保護
絶縁膜14と第二の保護絶縁膜16との界面)で反射さ
れる光それぞれの位相を反転させて相互に打ち消し合わ
せて反射光の強度を低減させることを特徴とするか、又
は、
【0024】(5)前記(4)に於いて、屈折率がn及
び厚さがdである保護絶縁膜上に反射効率を向上させる
赤外光反射膜(例えばSiO2 やサファイアからなる反
射膜21)を形成してなることを特徴とするか、又は、
び厚さがdである保護絶縁膜上に反射効率を向上させる
赤外光反射膜(例えばSiO2 やサファイアからなる反
射膜21)を形成してなることを特徴とするか、又は、
【0025】(6)前記(1)乃至(5)の何れか1項
に於いて、反射兼導電膜(金属コンタクト部分と兼ねさ
せる)がフォト・ダイオード(例えばn+ −不純物領域
13)とのコンタクトをとる金属コンタクト部分(反射
兼導電膜と兼ねさせる)と同一材料(例えばIn、A
l、Au、Niなど)で構成されてなることを特徴とす
るか、又は、
に於いて、反射兼導電膜(金属コンタクト部分と兼ねさ
せる)がフォト・ダイオード(例えばn+ −不純物領域
13)とのコンタクトをとる金属コンタクト部分(反射
兼導電膜と兼ねさせる)と同一材料(例えばIn、A
l、Au、Niなど)で構成されてなることを特徴とす
るか、又は、
【0026】(7)前記(1)乃至(6)の何れか1項
に於いて、反射兼導電膜がフォト・ダイオード(例えば
n+ −不純物領域13)との金属コンタクト部分(例え
ばAu)と信号処理回路との金属接続部分(例えばI
n)との反応を抑止するバリヤ金属(例えばCr)で構
成されてなることを特徴とする。
に於いて、反射兼導電膜がフォト・ダイオード(例えば
n+ −不純物領域13)との金属コンタクト部分(例え
ばAu)と信号処理回路との金属接続部分(例えばI
n)との反応を抑止するバリヤ金属(例えばCr)で構
成されてなることを特徴とする。
【0027】
【作用】前記手段を採ることに依って、HgCdTe結
晶層12に於いて光電変換されなかった光のうち、フォ
ト・ダイオードに入射した光で光電変化されなかった光
は、その一部がHgCdTe結晶層12と第一の保護絶
縁膜14との界面で反射され、そして、残りが光路長λ
/2の途中に在る反射兼導電膜15で位相を反転されて
反射される為、それぞれの反射光R1 及びR2 の位相が
揃い、フォト・ダイオードに依って再び光電変換され
る。また、フォト・ダイオード間に入射した光は、Hg
CdTe結晶層12と第一の保護絶縁膜14との界面、
第一の保護絶縁膜14と第二の保護絶縁膜16との界
面、第二の保護絶縁膜16の表面などに於いて反射され
るのであるが、それ等の反射光は位相が反転しているの
で打ち消しあい、その強度は小さくなってしまう。この
結果、赤外線検知装置の感光面積は、反射兼導電膜15
に依って規定されることとなり、画素は明確に画定され
るので、解像度は向上し、鮮明な表示を行うことが可能
である。
晶層12に於いて光電変換されなかった光のうち、フォ
ト・ダイオードに入射した光で光電変化されなかった光
は、その一部がHgCdTe結晶層12と第一の保護絶
縁膜14との界面で反射され、そして、残りが光路長λ
/2の途中に在る反射兼導電膜15で位相を反転されて
反射される為、それぞれの反射光R1 及びR2 の位相が
揃い、フォト・ダイオードに依って再び光電変換され
る。また、フォト・ダイオード間に入射した光は、Hg
CdTe結晶層12と第一の保護絶縁膜14との界面、
第一の保護絶縁膜14と第二の保護絶縁膜16との界
面、第二の保護絶縁膜16の表面などに於いて反射され
るのであるが、それ等の反射光は位相が反転しているの
で打ち消しあい、その強度は小さくなってしまう。この
結果、赤外線検知装置の感光面積は、反射兼導電膜15
に依って規定されることとなり、画素は明確に画定され
るので、解像度は向上し、鮮明な表示を行うことが可能
である。
【0028】
【実施例】本発明の原理を解説するのに用いた図1に見
られる赤外線検知装置を具体化したものを第一実施例と
し、次に、これを製造する場合について説明する。尚、
第一実施例は、波長λが8〔μm〕乃至10〔μm〕の
赤外光を検知するものとする。
られる赤外線検知装置を具体化したものを第一実施例と
し、次に、これを製造する場合について説明する。尚、
第一実施例は、波長λが8〔μm〕乃至10〔μm〕の
赤外光を検知するものとする。
【0029】(1)液相エピタキシャル成長法を適用す
ることに依り、CdZnTe基板11上に厚さを例えば
10〔μm〕としたHgCdTe結晶層12をエピタキ
シャル成長させる。
ることに依り、CdZnTe基板11上に厚さを例えば
10〔μm〕としたHgCdTe結晶層12をエピタキ
シャル成長させる。
【0030】(2)リソグラフィ技術に於けるレジスト
・プロセスを適用することに依り、25〔μm〕□の開
口をもったレジスト・マスクを形成する。
・プロセスを適用することに依り、25〔μm〕□の開
口をもったレジスト・マスクを形成する。
【0031】(3)イオン注入法を適用することに依っ
て、ドーズ量を例えば1×1013〜1×1015〔cm-2〕
とし、また、イオン加速エネルギを100〔keV〕〜
200〔keV〕として、HgCdTe結晶層12にレ
ジスト・マスクの開口を介してホウ素イオンの打ち込み
を行って、n+ −不純物領域13を形成する。
て、ドーズ量を例えば1×1013〜1×1015〔cm-2〕
とし、また、イオン加速エネルギを100〔keV〕〜
200〔keV〕として、HgCdTe結晶層12にレ
ジスト・マスクの開口を介してホウ素イオンの打ち込み
を行って、n+ −不純物領域13を形成する。
【0032】(4)真空蒸着法を適用することに依り、
屈折率n3 =2.2であるZnSからなる第一の保護絶
縁膜14を波長λ=10〔μm〕の赤外光に対して2n
3 d3=λ/2となる厚さd3 =11364〔Å〕に形
成する。このZnSからなる第一の保護絶縁膜14は赤
外光に対して透明である。第一の保護絶縁膜14の材料
としては、ZnSの他、SiNx 、CdZnTe、Cd
Te、ZnSe、陽極硫化膜などの一種を選択して良
い。
屈折率n3 =2.2であるZnSからなる第一の保護絶
縁膜14を波長λ=10〔μm〕の赤外光に対して2n
3 d3=λ/2となる厚さd3 =11364〔Å〕に形
成する。このZnSからなる第一の保護絶縁膜14は赤
外光に対して透明である。第一の保護絶縁膜14の材料
としては、ZnSの他、SiNx 、CdZnTe、Cd
Te、ZnSe、陽極硫化膜などの一種を選択して良
い。
【0033】(5)リソグラフィ技術に於けるレジスト
・プロセス、真空蒸着法、リフト・オフ法を適用するこ
とに依り、n+ −不純物領域13に対向する位置の第一
の保護絶縁膜14上に厚さが例えば1〔μm〕、大きさ
が25〔μm〕□のAlからなる反射兼導電膜15を形
成する。尚、この場合、25〔μm〕□が画素の大きさ
であることは云うまでもない。
・プロセス、真空蒸着法、リフト・オフ法を適用するこ
とに依り、n+ −不純物領域13に対向する位置の第一
の保護絶縁膜14上に厚さが例えば1〔μm〕、大きさ
が25〔μm〕□のAlからなる反射兼導電膜15を形
成する。尚、この場合、25〔μm〕□が画素の大きさ
であることは云うまでもない。
【0034】(6)リソグラフィ技術に於けるレジスト
・プロセス、スパッタリング法、リフト・オフ法を適用
することに依り、反射兼導電膜15の表面を露出する開
口をもった厚さ0.5〔μm〕のSiO2 からなる第二
の保護絶縁膜16を形成する。尚、第二の保護絶縁膜1
6は、赤外光に対して反射膜として作用し、また、その
材料をサファイア(アルミナ)に代替しても同効であ
る。
・プロセス、スパッタリング法、リフト・オフ法を適用
することに依り、反射兼導電膜15の表面を露出する開
口をもった厚さ0.5〔μm〕のSiO2 からなる第二
の保護絶縁膜16を形成する。尚、第二の保護絶縁膜1
6は、赤外光に対して反射膜として作用し、また、その
材料をサファイア(アルミナ)に代替しても同効であ
る。
【0035】(7)リソグラフィ技術に於けるレジスト
・プロセス、及び、エッチャントをリン酸と硝酸の混合
液(Al用)及び塩酸(ZnS用)とするウエット・エ
ッチング法を適用することに依り、反射兼導電膜15及
び第一の保護絶縁膜14に直径が例えば4〔μm〕の電
極コンタクト孔を形成する。尚、電極コンタクト孔の直
径は3〔μm〕から5〔μm〕の範囲で選択して良い。
・プロセス、及び、エッチャントをリン酸と硝酸の混合
液(Al用)及び塩酸(ZnS用)とするウエット・エ
ッチング法を適用することに依り、反射兼導電膜15及
び第一の保護絶縁膜14に直径が例えば4〔μm〕の電
極コンタクト孔を形成する。尚、電極コンタクト孔の直
径は3〔μm〕から5〔μm〕の範囲で選択して良い。
【0036】(8)前記工程(7)で形成したレジスト
膜を残した状態で真空蒸着法及びリフト・オフ法を適用
することに依り、厚さが例えば1.2〔μm〕のInか
らなる金属コンタクト部分17を形成し、第一の保護絶
縁膜14に設けられた電極コンタクト孔を埋める。
膜を残した状態で真空蒸着法及びリフト・オフ法を適用
することに依り、厚さが例えば1.2〔μm〕のInか
らなる金属コンタクト部分17を形成し、第一の保護絶
縁膜14に設けられた電極コンタクト孔を埋める。
【0037】(9)リソグラフィ技術に於けるレジスト
・プロセス、真空蒸着法、リフト・オフ法を適用するこ
とに依り、厚さが例えば10〔μm〕のInからなる金
属バンプ18を形成する。
・プロセス、真空蒸着法、リフト・オフ法を適用するこ
とに依り、厚さが例えば10〔μm〕のInからなる金
属バンプ18を形成する。
【0038】(10)この後、通常の技法を適用するこ
とに依り、信号処理回路19と対向させて結合する。
とに依り、信号処理回路19と対向させて結合する。
【0039】本発明に於ける第二実施例として、前記第
一実施例の改変例を説明する。 (1)前記工程に於いて、例えばZnSからなる第一の
保護絶縁膜14を形成してから、リソグラフィ技術に於
けるレジスト・プロセス、及び、エッチャントを塩酸と
するウエット・エッチング法を適用することに依り、第
一の保護絶縁膜14のエッチングを行って、5〔μm〕
φの開口を形成し、その中にn+ 不純物領域13の一部
表面を露出させる。
一実施例の改変例を説明する。 (1)前記工程に於いて、例えばZnSからなる第一の
保護絶縁膜14を形成してから、リソグラフィ技術に於
けるレジスト・プロセス、及び、エッチャントを塩酸と
するウエット・エッチング法を適用することに依り、第
一の保護絶縁膜14のエッチングを行って、5〔μm〕
φの開口を形成し、その中にn+ 不純物領域13の一部
表面を露出させる。
【0040】(2)リソグラフィ技術に於けるレジスト
・プロセス、真空蒸着法、リフト・オフ法を適用するこ
とに依り、前記露出されたn+ −不純物領域13とコン
タクトする25〔μm〕□の反射兼導電膜を形成する。
尚、この場合、反射兼導電膜の材料としては、In、A
l、Au、Niなどから適宜に選択して良い。
・プロセス、真空蒸着法、リフト・オフ法を適用するこ
とに依り、前記露出されたn+ −不純物領域13とコン
タクトする25〔μm〕□の反射兼導電膜を形成する。
尚、この場合、反射兼導電膜の材料としては、In、A
l、Au、Niなどから適宜に選択して良い。
【0041】(3)この後、第一実施例と同様にして、
第二の保護絶縁膜16の形成、金属バンプ18の形成な
どを行う。
第二の保護絶縁膜16の形成、金属バンプ18の形成な
どを行う。
【0042】第二実施例に依ると、金属コンタクト部分
17の形成に関連する工程は不要になって簡略化され
る。
17の形成に関連する工程は不要になって簡略化され
る。
【0043】本発明に於ける第三実施例として、前記第
一実施例の改変例を説明する。 (1)第一の保護絶縁膜14を形成してから、リソグラ
フィ技術を適用することに依り、第一の保護絶縁膜14
に電極コンタクト孔を形成する。
一実施例の改変例を説明する。 (1)第一の保護絶縁膜14を形成してから、リソグラ
フィ技術を適用することに依り、第一の保護絶縁膜14
に電極コンタクト孔を形成する。
【0044】(2)前記電極コンタクト孔を形成した際
にマスクとして用いたレジスト膜を残した状態で真空蒸
着法及びリフト・オフ法を適用することに依り、厚さが
例えば1.2〔μm〕のAuからなる金属コンタクト部
分17を形成し、第一の保護絶縁膜14に形成した電極
コンタクト孔を埋める。
にマスクとして用いたレジスト膜を残した状態で真空蒸
着法及びリフト・オフ法を適用することに依り、厚さが
例えば1.2〔μm〕のAuからなる金属コンタクト部
分17を形成し、第一の保護絶縁膜14に形成した電極
コンタクト孔を埋める。
【0045】(3)リソグラフィ技術に於けるレジスト
・プロセス、真空蒸着法、リフト・オフ法を適用するこ
とに依り、n+ −不純物領域13及び金属コンタクト部
分17に対向する位置の第一の保護絶縁膜14上に画素
と同じ大きさのCrからなる反射兼導電膜15を形成す
る。尚、反射兼導電膜15の材料は、Crの他、同効の
材料に代替することができる。
・プロセス、真空蒸着法、リフト・オフ法を適用するこ
とに依り、n+ −不純物領域13及び金属コンタクト部
分17に対向する位置の第一の保護絶縁膜14上に画素
と同じ大きさのCrからなる反射兼導電膜15を形成す
る。尚、反射兼導電膜15の材料は、Crの他、同効の
材料に代替することができる。
【0046】(4)この後、第一実施例と同様にして、
第二の保護絶縁膜16の形成、金属バンプ18の形成な
どを行う。
第二の保護絶縁膜16の形成、金属バンプ18の形成な
どを行う。
【0047】第三実施例に依ると、Auからなる金属コ
ンタクト部分17とInからなる金属バンプ18との間
には、それ等の反応を防ぐことが可能なバリヤ・メタル
であるCrからなる反射兼導電膜15が介在しているの
で、光電変換部分と信号処理回路との結合が経時劣化す
るなどのおそれはなくなる。
ンタクト部分17とInからなる金属バンプ18との間
には、それ等の反応を防ぐことが可能なバリヤ・メタル
であるCrからなる反射兼導電膜15が介在しているの
で、光電変換部分と信号処理回路との結合が経時劣化す
るなどのおそれはなくなる。
【0048】本発明に於ける第四実施例として、赤外光
に対する反射膜として作用する第二の保護絶縁膜16の
材料に赤外光に対して透明な絶縁膜を採用し、その膜厚
を適切に選択した例を挙げる。
に対する反射膜として作用する第二の保護絶縁膜16の
材料に赤外光に対して透明な絶縁膜を採用し、その膜厚
を適切に選択した例を挙げる。
【0049】この場合、材料として、例えばCdTe、
CdZnTe、HgCdTe、CdSe、CdS、Ga
As、GaSe、BaF2 、AgBr、CsI、Si、
Geなどから選択することができ、それ等の屈折率をn
4 とした場合、厚さd4 は、2n4 d4 =λ、の式を満
たすように選択すると良い。尚、CdTeを用いた場
合、赤外光の波長λが10〔μm〕であれば、厚さd4
は18500〔Å〕である。
CdZnTe、HgCdTe、CdSe、CdS、Ga
As、GaSe、BaF2 、AgBr、CsI、Si、
Geなどから選択することができ、それ等の屈折率をn
4 とした場合、厚さd4 は、2n4 d4 =λ、の式を満
たすように選択すると良い。尚、CdTeを用いた場
合、赤外光の波長λが10〔μm〕であれば、厚さd4
は18500〔Å〕である。
【0050】図2は本発明に於ける第五実施例を説明す
る為の赤外線検知装置を表す要部切断側面図であり、図
1に於いて用いた記号と同記号は同部分を表すか或いは
同じ意味を持つものとする。
る為の赤外線検知装置を表す要部切断側面図であり、図
1に於いて用いた記号と同記号は同部分を表すか或いは
同じ意味を持つものとする。
【0051】第五実施例が第一実施例と相違するところ
は、第四実施例と同様、第二の保護絶縁膜16の材料と
して、赤外光に透明な材料であるCdTeを採用し、且
つ、その膜厚を18500〔Å〕に選択し、更に第四実
施例に於ける赤外光の反射効果を補強する為、第二の保
護絶縁膜16上に厚さを例えば0.5〔μm〕としたS
iO2 或いはサファイア(Al2 O3 )からなる反射膜
21を形成した点に在る。
は、第四実施例と同様、第二の保護絶縁膜16の材料と
して、赤外光に透明な材料であるCdTeを採用し、且
つ、その膜厚を18500〔Å〕に選択し、更に第四実
施例に於ける赤外光の反射効果を補強する為、第二の保
護絶縁膜16上に厚さを例えば0.5〔μm〕としたS
iO2 或いはサファイア(Al2 O3 )からなる反射膜
21を形成した点に在る。
【0052】第五実施例に依ると、他の実施例に比較し
て、フォト・ダイオード間に入射した光、即ち、画素間
に入射した光の打ち消しを強力に行うことができ、画素
の更なる明確化、従って、表示の鮮明度を向上させるの
に有効である。尚、第四実施例及び第五実施例に於ける
第二の保護絶縁膜16は、例えばSiNx など赤外光を
吸収する材料膜に代替しても良い。
て、フォト・ダイオード間に入射した光、即ち、画素間
に入射した光の打ち消しを強力に行うことができ、画素
の更なる明確化、従って、表示の鮮明度を向上させるの
に有効である。尚、第四実施例及び第五実施例に於ける
第二の保護絶縁膜16は、例えばSiNx など赤外光を
吸収する材料膜に代替しても良い。
【0053】図3は本発明に於ける第六実施例を説明す
る為の赤外線検知装置を表す要部切断側面図であり、図
1に於いて用いた記号と同記号は同部分を表すか或いは
同じ意味を持つものとする。
る為の赤外線検知装置を表す要部切断側面図であり、図
1に於いて用いた記号と同記号は同部分を表すか或いは
同じ意味を持つものとする。
【0054】第六実施例が第一実施例と相違するところ
は、p型HgCdTe結晶層12上にZnS膜のみから
なる第一の保護絶縁膜14でなく、陽極硫化膜14Aと
ZnS膜14Bとからなる複合膜である第一の保護絶縁
膜14を形成した点に在る。
は、p型HgCdTe結晶層12上にZnS膜のみから
なる第一の保護絶縁膜14でなく、陽極硫化膜14Aと
ZnS膜14Bとからなる複合膜である第一の保護絶縁
膜14を形成した点に在る。
【0055】第六実施例に依ると、入射赤外光、即ち、
取り扱う赤外光の波長範囲が拡がるので、赤外検知装置
の用途も拡げることができる。尚、複合膜としては、前
記陽極硫化膜+ZnS膜の他にCdTe膜或いはCdZ
nTe膜とZnS膜との組み合わせを選択することもで
きる。
取り扱う赤外光の波長範囲が拡がるので、赤外検知装置
の用途も拡げることができる。尚、複合膜としては、前
記陽極硫化膜+ZnS膜の他にCdTe膜或いはCdZ
nTe膜とZnS膜との組み合わせを選択することもで
きる。
【0056】
【発明の効果】本発明に依る赤外検知装置に於いては、
裏面入射型赤外線フォト・ダイオード・アレイ上に積層
形成された複数層からなる保護絶縁膜と、複数層からな
る保護絶縁膜の間或いは表面に各フォト・ダイオードに
対応して形成された反射兼導電膜とを備え、フォト・ダ
イオードと保護絶縁膜との界面で反射した光及び前記反
射兼導電膜で反射した光それぞれの位相が一致するよう
各フォト・ダイオードと各反射兼導電膜との間に介在す
る保護絶縁膜の厚さを選択する。
裏面入射型赤外線フォト・ダイオード・アレイ上に積層
形成された複数層からなる保護絶縁膜と、複数層からな
る保護絶縁膜の間或いは表面に各フォト・ダイオードに
対応して形成された反射兼導電膜とを備え、フォト・ダ
イオードと保護絶縁膜との界面で反射した光及び前記反
射兼導電膜で反射した光それぞれの位相が一致するよう
各フォト・ダイオードと各反射兼導電膜との間に介在す
る保護絶縁膜の厚さを選択する。
【0057】前記構成を採ることに依り、画素上では光
の反射が増加し、画素間では光の反射が減少するので、
光電変換効率は上昇し、画素が明確に画定され、迷光が
防止されるので、鮮明な表示を実現することができる。
の反射が増加し、画素間では光の反射が減少するので、
光電変換効率は上昇し、画素が明確に画定され、迷光が
防止されるので、鮮明な表示を実現することができる。
【図1】本発明の原理を説明する為の赤外線検知装置を
表す要部切断側面図である。
表す要部切断側面図である。
【図2】本発明に於ける第五実施例を説明する為の赤外
線検知装置を表す要部切断側面図である。
線検知装置を表す要部切断側面図である。
【図3】本発明に於ける第六実施例を説明する為の赤外
線検知装置を表す要部切断側面図である。
線検知装置を表す要部切断側面図である。
【図4】標準的な裏面入射型赤外線検知装置を表す要部
切断側面図である。
切断側面図である。
【符号の説明】 11 CdZnTe又はCdTeからなる基板 12 p型HgCdTe結晶層 13 n+ −不純物領域 14 第一の保護絶縁膜 15 反射兼導電膜 16 第二の保護絶縁膜 17 金属コンタクト部分 18 金属バンプ 19 信号処理回路 20 信号処理回路の配線 L 波長λの入射赤外光 R1 反射光 R2 反射光
Claims (7)
- 【請求項1】基板側から入射する赤外光を検知する裏面
入射型赤外線フォト・ダイオード・アレイに於いて、 前記フォト・ダイオード・アレイ上に積層形成された複
数層からなる保護絶縁膜と、 前記複数層からなる保護絶縁膜の間或いは表面に前記各
フォト・ダイオードに対応して形成された反射兼導電膜
とを備えて、 前記フォト・ダイオードと前記保護絶縁膜との界面で反
射した光及び前記反射兼導電膜で反射した光それぞれの
位相が一致するよう前記各フォト・ダイオードと前記各
反射兼導電膜との間に介在する保護絶縁膜の厚さを選択
することを特徴とする赤外線検知装置。 - 【請求項2】赤外光を反射する材料で構成され且つ反射
兼導電膜の光反射面より表面側に形成された保護絶縁膜
を備え、 フォト・ダイオード間に入射した光のうち、結晶層界面
で反射される光及び反射兼導電膜が形成されている保護
絶縁膜界面でき反射される光それぞれの位相を反転させ
て相互に打ち消し合わせて反射光の強度を低減させるこ
とを特徴とする請求項1記載の赤外線検知装置。 - 【請求項3】赤外光を吸収する材料で構成され且つ反射
兼導電膜の光反射面より表面側に形成された保護絶縁膜
を備え、 フォト・ダイオード間に入射した光を吸収して該領域に
於ける反射光の強度を低減させることを特徴とする請求
項1記載の赤外線検知装置。 - 【請求項4】波長λの赤外光に透明な屈折率nの材料で
構成され且つ反射兼導電膜の光反射面より表面側に2n
d=λの式を満たす厚さdをもって形成された保護絶縁
膜を備え、 フォト・ダイオード間に入射した光のうち、結晶層界面
で反射される光及び反射兼導電膜が形成されている保護
絶縁膜界面で反射される光それぞれの位相を反転させて
相互に打ち消し合わせて反射光の強度を低減させること
を特徴とする請求項1記載の赤外線検知装置。 - 【請求項5】屈折率がn及び厚さがdである保護絶縁膜
上に反射効率を向上させる赤外光反射膜を形成してなる
ことを特徴とする請求項4記載の赤外線検知装置。 - 【請求項6】反射兼導電膜がフォト・ダイオードとのコ
ンタクトをとる金属コンタクト部分と同一材料で構成さ
れてなることを特徴とする請求項1乃至5の何れか1項
に記載の赤外線検知装置。 - 【請求項7】反射兼導電膜がフォト・ダイオードとの金
属コンタクト部分と信号処理回路との金属接続部分との
反応を抑止するバリヤ金属で構成されてなることを特徴
とする請求項1乃至6の何れか1項に記載の赤外線検知
装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7115581A JPH08316519A (ja) | 1995-05-15 | 1995-05-15 | 赤外線検知装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7115581A JPH08316519A (ja) | 1995-05-15 | 1995-05-15 | 赤外線検知装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08316519A true JPH08316519A (ja) | 1996-11-29 |
Family
ID=14666139
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7115581A Withdrawn JPH08316519A (ja) | 1995-05-15 | 1995-05-15 | 赤外線検知装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH08316519A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11230784A (ja) * | 1998-02-12 | 1999-08-27 | Hamamatsu Photonics Kk | 光学式エンコーダ |
KR101406627B1 (ko) * | 2013-07-30 | 2014-06-12 | 경희대학교 산학협력단 | 위상 변이 마스크를 이용하는 광전소자 |
-
1995
- 1995-05-15 JP JP7115581A patent/JPH08316519A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11230784A (ja) * | 1998-02-12 | 1999-08-27 | Hamamatsu Photonics Kk | 光学式エンコーダ |
KR101406627B1 (ko) * | 2013-07-30 | 2014-06-12 | 경희대학교 산학협력단 | 위상 변이 마스크를 이용하는 광전소자 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020806 |