JPH0870131A - 赤外線検出器の製造方法 - Google Patents
赤外線検出器の製造方法Info
- Publication number
- JPH0870131A JPH0870131A JP6203373A JP20337394A JPH0870131A JP H0870131 A JPH0870131 A JP H0870131A JP 6203373 A JP6203373 A JP 6203373A JP 20337394 A JP20337394 A JP 20337394A JP H0870131 A JPH0870131 A JP H0870131A
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- infrared detector
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Abstract
(57)【要約】
【目的】ＨｇＣｄＴｅを用いた赤外線検出器の製造方法
において、特性劣化の原因となるイオン注入工程を用い
ないプロセスを提供する。 【構成】Ｉｎドープのｎ型ＨｇＣｄＴｅ上に、Ｈｇ空孔
よりなるｐ型ＨｇＣｄＴｅ層が積層されている結晶を用
い、ドライエッチングでメサ構造を形成することにより
ｐｎ接合を分離し、赤外線検出器となるダイオードを形
成している。更にその後、熱処理を行い、ドライエッチ
ングのダメージにより生じたエッチング面近傍での格子
間のＨｇをエッチング面から離れる方向へ拡散させるこ
とにより、ｐｎ接合の位置はドライエッチングによる結
晶ダメージの少ないメサの中央部に移動する。
において、特性劣化の原因となるイオン注入工程を用い
ないプロセスを提供する。 【構成】Ｉｎドープのｎ型ＨｇＣｄＴｅ上に、Ｈｇ空孔
よりなるｐ型ＨｇＣｄＴｅ層が積層されている結晶を用
い、ドライエッチングでメサ構造を形成することにより
ｐｎ接合を分離し、赤外線検出器となるダイオードを形
成している。更にその後、熱処理を行い、ドライエッチ
ングのダメージにより生じたエッチング面近傍での格子
間のＨｇをエッチング面から離れる方向へ拡散させるこ
とにより、ｐｎ接合の位置はドライエッチングによる結
晶ダメージの少ないメサの中央部に移動する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、禁制帯幅の狭い半導
体、特にＨｇを含む化合物半導体を用いた赤外線検出器
の製造方法に関する。
体、特にＨｇを含む化合物半導体を用いた赤外線検出器
の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に赤外線検出器においては、禁制帯
幅の狭い半導体を用いたものが高感度であることが知ら
れている。特に検出部分にｐｎ接合を有する光起電力型
素子は、単素子を二次元に配列した構成を採った赤外線
撮像装置にとって非常に有効である。
幅の狭い半導体を用いたものが高感度であることが知ら
れている。特に検出部分にｐｎ接合を有する光起電力型
素子は、単素子を二次元に配列した構成を採った赤外線
撮像装置にとって非常に有効である。
【０００３】その代表的なものにＨｇＣｄＴｅ半導体結
晶を用いた光起電力型赤外線検出器がある。これはその
検出器としての特性が結晶特性に大きく依存するため、
ｎ型結晶にｐ型領域を形成したｐ−ｏｎ−ｎ構造（ｎ型
半導体層の上にｐ型半導体層を形成した構造）のフォト
ダイオードが良いとされている。この構造のダイオード
の製造工程の一例を図２に示す。ＣｄＴｅ基板１の基板
上に積層されたＩｎドープのｎ−ＨｇＣｄＴｅ２にレジ
ストマスク１１を用い、部分的にＡｓをイオン注入する
ことで、赤外線検知部となるＡｓドープのｐ−ＨｇＣｄ
Ｔｅ１２によるｐｎ接合ダイオードを形成する。この方
法はｐｎ接合パターンや深さの制御性、工程の簡便性を
考えると最も有利な方法であり一般的である。
晶を用いた光起電力型赤外線検出器がある。これはその
検出器としての特性が結晶特性に大きく依存するため、
ｎ型結晶にｐ型領域を形成したｐ−ｏｎ−ｎ構造（ｎ型
半導体層の上にｐ型半導体層を形成した構造）のフォト
ダイオードが良いとされている。この構造のダイオード
の製造工程の一例を図２に示す。ＣｄＴｅ基板１の基板
上に積層されたＩｎドープのｎ−ＨｇＣｄＴｅ２にレジ
ストマスク１１を用い、部分的にＡｓをイオン注入する
ことで、赤外線検知部となるＡｓドープのｐ−ＨｇＣｄ
Ｔｅ１２によるｐｎ接合ダイオードを形成する。この方
法はｐｎ接合パターンや深さの制御性、工程の簡便性を
考えると最も有利な方法であり一般的である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしフォトダイオー
ドを形成する過程でイオン注入を用いると、ｐｎ接合近
傍のイオン注入ダメージ領域での結晶性が劣化し、生成
再結合電流等の暗電流増加の原因になり特性劣化を招く
問題がある。
ドを形成する過程でイオン注入を用いると、ｐｎ接合近
傍のイオン注入ダメージ領域での結晶性が劣化し、生成
再結合電流等の暗電流増加の原因になり特性劣化を招く
問題がある。
【０００５】本発明の目的は、この欠点を除くため、イ
オン注入を用いないｐ−ｏｎ−ｎ構造の赤外線検出器の
製造方法を提供することにある。
オン注入を用いないｐ−ｏｎ−ｎ構造の赤外線検出器の
製造方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、Ｈｇを含む化
合物半導体を用いた赤外線検出器の製造方法において、
Ｉｎドープのｎ型結晶上にＨｇ空孔よりなるｐ型層が積
層されているｐｎ接合を有する結晶を用い、前記ｐｎ接
合を分離するためのドライエッチング工程と、前記ドラ
イエッチングのダメージにより生じたエッチング面近傍
での格子間のＨｇをエッチング面から離れる方向へ拡散
させるための熱処理工程を含むことを特徴とするもので
ある。ｎ型結晶としてはＨｇＣｄＴｅを用いる。
合物半導体を用いた赤外線検出器の製造方法において、
Ｉｎドープのｎ型結晶上にＨｇ空孔よりなるｐ型層が積
層されているｐｎ接合を有する結晶を用い、前記ｐｎ接
合を分離するためのドライエッチング工程と、前記ドラ
イエッチングのダメージにより生じたエッチング面近傍
での格子間のＨｇをエッチング面から離れる方向へ拡散
させるための熱処理工程を含むことを特徴とするもので
ある。ｎ型結晶としてはＨｇＣｄＴｅを用いる。
【０００７】
【作用】本発明の赤外線検出器の製造方法では、Ｉｎド
ープのｎ型結晶上に、Ｈｇ空孔よりなるｐ型層が積層さ
れている結晶を用い、イオンミリング等のドライエッチ
ングでメサ構造を形成することによりｐｎ接合を分離
し、赤外線検出器となるダイオードを形成している。更
にその後、熱処理を行い、ドライエッチングのダメージ
により生じたエッチング面近傍での格子間のＨｇをエッ
チング面から離れる方向へ拡散させることにより、ｐｎ
接合の位置はドライエッチングによる結晶ダメージの少
ないメサの中央部に移動する。このように本発明の赤外
線検出器の製造方法を用いると、ｐｎ接合近傍での結晶
ダメージのないダイオードを形成することができ、従来
生じていた暗電流増加等のダイオード特性の劣化もみら
れない。
ープのｎ型結晶上に、Ｈｇ空孔よりなるｐ型層が積層さ
れている結晶を用い、イオンミリング等のドライエッチ
ングでメサ構造を形成することによりｐｎ接合を分離
し、赤外線検出器となるダイオードを形成している。更
にその後、熱処理を行い、ドライエッチングのダメージ
により生じたエッチング面近傍での格子間のＨｇをエッ
チング面から離れる方向へ拡散させることにより、ｐｎ
接合の位置はドライエッチングによる結晶ダメージの少
ないメサの中央部に移動する。このように本発明の赤外
線検出器の製造方法を用いると、ｐｎ接合近傍での結晶
ダメージのないダイオードを形成することができ、従来
生じていた暗電流増加等のダイオード特性の劣化もみら
れない。
【０００８】
【実施例】本発明の赤外線検出器の製造方法を図面を用
いて具体的に説明する。図１（ａ）〜（ｃ）は本発明の
一実施例の製造工程を示す断面図である。まず、図１
（ａ）に示すように、ＣｄＴｅ基板１上にＩｎドープの
ｎ−ＨｇＣｄＴｅ層２を１０μｍ、ノンドープのＨｇＣ
ｄＴｅを３μｍ、ＭＢＥ法により成長し、Ｈｇ雰囲気中
のｐ化アニールによりノンドープのＨｇＣｄＴｅ中にＨ
ｇ空孔を作りｐ−ＨｇＣｄＴｅ３としｐ−ｏｎ−ｎ基板
を形成する。次に図１（ｂ）に示すように、イオンミリ
ングにより深さ約５μｍ、直径２０μｍのメサ型にエッ
チングしｐｎ接合を分離し、検出器となる部分を形成す
る。エッチング面近傍はドライエッチングにより弾き出
された格子間のＨｇが数多く存在し、ｎ型を呈し、ｐｎ
接合はヘテロ界面以外ではエッチング面に非常に近い結
晶ダメージの多い領域４に存在している。次に図１
（ｃ）に示すように、熱処理を１５０℃／１時間行い格
子間のＨｇを拡散させる。このとき格子間のＨｇはｐ−
ＨｇＣｄＴｅ３中のＨｇ空孔を埋めるように拡散し、こ
のとき熱処理により形成されたｐｎ接合５はエッチング
面より離れた位置にある。最後に表面保護膜形成、電極
形成を行い素子は完成する。
いて具体的に説明する。図１（ａ）〜（ｃ）は本発明の
一実施例の製造工程を示す断面図である。まず、図１
（ａ）に示すように、ＣｄＴｅ基板１上にＩｎドープの
ｎ−ＨｇＣｄＴｅ層２を１０μｍ、ノンドープのＨｇＣ
ｄＴｅを３μｍ、ＭＢＥ法により成長し、Ｈｇ雰囲気中
のｐ化アニールによりノンドープのＨｇＣｄＴｅ中にＨ
ｇ空孔を作りｐ−ＨｇＣｄＴｅ３としｐ−ｏｎ−ｎ基板
を形成する。次に図１（ｂ）に示すように、イオンミリ
ングにより深さ約５μｍ、直径２０μｍのメサ型にエッ
チングしｐｎ接合を分離し、検出器となる部分を形成す
る。エッチング面近傍はドライエッチングにより弾き出
された格子間のＨｇが数多く存在し、ｎ型を呈し、ｐｎ
接合はヘテロ界面以外ではエッチング面に非常に近い結
晶ダメージの多い領域４に存在している。次に図１
（ｃ）に示すように、熱処理を１５０℃／１時間行い格
子間のＨｇを拡散させる。このとき格子間のＨｇはｐ−
ＨｇＣｄＴｅ３中のＨｇ空孔を埋めるように拡散し、こ
のとき熱処理により形成されたｐｎ接合５はエッチング
面より離れた位置にある。最後に表面保護膜形成、電極
形成を行い素子は完成する。
【０００９】このように本発明の赤外線検出器の製造方
法は、ドライエッチング、熱処理を組み合わせて行うこ
とにより、素子分離とエッチングダメージによる特性劣
化の回避を有効に行うことができる。即ち本発明の製造
方法により得られたｐｎ接合は、Ｉｎドープｎ−ＨｇＣ
ｄＴｅ２とＨｇ空孔より成るｐ−ＨｇＣｄＴｅ３のヘテ
ロ界面と、熱処理により形成されたｐｎ接合５であるた
めに、ｐｎ接合近傍で発生する、結晶のダメージ等が原
因となる生成再結合電流を非常に小さく抑えることがで
きる。更にメサ型のｐ−ｏｎ−ｎ構造であるために、ア
ニールによるｐｎ接合の外側への拡がりもなく、配列型
赤外線センサを高集積化、多画素化する上で非常に有効
である。
法は、ドライエッチング、熱処理を組み合わせて行うこ
とにより、素子分離とエッチングダメージによる特性劣
化の回避を有効に行うことができる。即ち本発明の製造
方法により得られたｐｎ接合は、Ｉｎドープｎ−ＨｇＣ
ｄＴｅ２とＨｇ空孔より成るｐ−ＨｇＣｄＴｅ３のヘテ
ロ界面と、熱処理により形成されたｐｎ接合５であるた
めに、ｐｎ接合近傍で発生する、結晶のダメージ等が原
因となる生成再結合電流を非常に小さく抑えることがで
きる。更にメサ型のｐ−ｏｎ−ｎ構造であるために、ア
ニールによるｐｎ接合の外側への拡がりもなく、配列型
赤外線センサを高集積化、多画素化する上で非常に有効
である。
【００１０】本実施例に示した赤外線検出器の構造及び
プロセスの条件等はあくまでも一例であり、素子分離の
ためのドライエッチングにより生じた結晶ダメージを次
の熱処理工程で回避できるものであれば良い。
プロセスの条件等はあくまでも一例であり、素子分離の
ためのドライエッチングにより生じた結晶ダメージを次
の熱処理工程で回避できるものであれば良い。
【００１１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の赤外線検
出器の製造方法によれば、ｐｎ接合近傍での暗電流の小
さいｐ−ｏｎ−ｎ構造のＨｇＣｄＴｅフォトダイオード
を提供することができ、赤外線検出器の高性能化に十分
貢献する。
出器の製造方法によれば、ｐｎ接合近傍での暗電流の小
さいｐ−ｏｎ−ｎ構造のＨｇＣｄＴｅフォトダイオード
を提供することができ、赤外線検出器の高性能化に十分
貢献する。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の一実施例であるＨ
ｇＣｄＴｅフォトダイオードの製造工程を説明するため
の断面図である。
ｇＣｄＴｅフォトダイオードの製造工程を説明するため
の断面図である。
【図２】（ａ），（ｂ）は従来例の一般的なｐ−ｏｎ−
ｎ構造のＨｇＣｄＴｅダイオードの製造工程を説明する
ための断面図である。
ｎ構造のＨｇＣｄＴｅダイオードの製造工程を説明する
ための断面図である。
１ ＣｄＴｅ基板 ２ Ｉｎドープｎ−ＨｇＣｄＴｅ層 ３ Ｈｇ空孔によるｐ−ＨｇＣｄＴｅ層 ４ ダメージの多い領域 ５ 熱処理により形成されたｐｎ接合 １１ レジストマスク １２ Ａｓドープｐ−ＨｇＣｄＴｅ領域 １３ イオン注入ダメージ領域
Claims (2)
- 【請求項１】 Ｈｇを含む化合物半導体を用いた赤外線
検出器の製造方法において、Ｉｎドープのｎ型結晶上に
Ｈｇ空孔よりなるｐ型層が積層されているｐｎ接合を有
する結晶を用い、前記ｐｎ接合を分離するためのドライ
エッチング工程と、前記ドライエッチングのダメージに
より生じたエッチング面近傍での格子間のＨｇをエッチ
ング面から離れる方向へ拡散させるための熱処理工程を
含むことを特徴とする赤外線検出器の製造方法。 - 【請求項２】 上記ｎ型結晶はＨｇＣｄＴｅである請求
項１記載の赤外線検出器の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6203373A JP2616707B2 (ja) | 1994-08-29 | 1994-08-29 | 赤外線検出器の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6203373A JP2616707B2 (ja) | 1994-08-29 | 1994-08-29 | 赤外線検出器の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0870131A true JPH0870131A (ja) | 1996-03-12 |
| JP2616707B2 JP2616707B2 (ja) | 1997-06-04 |
Family
ID=16472963
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6203373A Expired - Lifetime JP2616707B2 (ja) | 1994-08-29 | 1994-08-29 | 赤外線検出器の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2616707B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112909117A (zh) * | 2021-01-22 | 2021-06-04 | 湖北大学 | 一种硅掺杂铈元素红外探测器、制备方法及系统 |
-
1994
- 1994-08-29 JP JP6203373A patent/JP2616707B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112909117A (zh) * | 2021-01-22 | 2021-06-04 | 湖北大学 | 一种硅掺杂铈元素红外探测器、制备方法及系统 |
| CN112909117B (zh) * | 2021-01-22 | 2022-08-02 | 湖北大学 | 一种硅掺杂铈元素红外探测器、制备方法及系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2616707B2 (ja) | 1997-06-04 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19970121 |