JPH10294477A - 赤外線検知装置の製造方法 - Google Patents
赤外線検知装置の製造方法Info
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- JPH10294477A JPH10294477A JP9102888A JP10288897A JPH10294477A JP H10294477 A JPH10294477 A JP H10294477A JP 9102888 A JP9102888 A JP 9102888A JP 10288897 A JP10288897 A JP 10288897A JP H10294477 A JPH10294477 A JP H10294477A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 赤外線検知装置の製造方法に関し、アクセプ
タ不純物の集中箇所を制御することによって、ダイオー
ド特性の低下を防止する。 【解決手段】 Ｈｇを含むＩＩ−ＶＩ族化合物半導体結
晶２に設けたｎ型活性領域３の周囲にダメージ領域６を
設けたのち、アニール処理を行う。
タ不純物の集中箇所を制御することによって、ダイオー
ド特性の低下を防止する。 【解決手段】 Ｈｇを含むＩＩ−ＶＩ族化合物半導体結
晶２に設けたｎ型活性領域３の周囲にダメージ領域６を
設けたのち、アニール処理を行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は赤外線検知装置の製
造方法に関するものであり、特に、赤外線センサに用い
るＨｇＣｄＴｅ結晶中における結晶欠陥に起因するダイ
オード特性の低下を防止するための赤外線検知装置の製
造方法に関するものである。
造方法に関するものであり、特に、赤外線センサに用い
るＨｇＣｄＴｅ結晶中における結晶欠陥に起因するダイ
オード特性の低下を防止するための赤外線検知装置の製
造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、１０μｍ帯近傍の赤外線を検知す
る赤外線検知装置としては、Ｃｄ組成比が０．２近傍の
ＨｇＣｄＴｅ層に形成したｐｎ接合ダイオードをフォト
ダイオードとしたものを用い、このフォトダイオードを
一次元アレイ状或いは二次元アレイ状に配置すると共
に、読出回路との電気的なコンタクトをとるために、赤
外線フォトダイオードアレイ基板及びＳｉ信号処理回路
基板を、双方に形成したＩｎ等の金属のバンプで貼り合
わせる構造が採用されている。
る赤外線検知装置としては、Ｃｄ組成比が０．２近傍の
ＨｇＣｄＴｅ層に形成したｐｎ接合ダイオードをフォト
ダイオードとしたものを用い、このフォトダイオードを
一次元アレイ状或いは二次元アレイ状に配置すると共
に、読出回路との電気的なコンタクトをとるために、赤
外線フォトダイオードアレイ基板及びＳｉ信号処理回路
基板を、双方に形成したＩｎ等の金属のバンプで貼り合
わせる構造が採用されている。
【０００３】ここで、図４を参照して従来の赤外線検知
装置を説明するが、図４（ａ）は、赤外線フォトダイオ
ードアレイの要部断面図であり、また、図４（ｂ）は赤
外線フォトダイオードアレイとＳｉ信号処理回路基板と
を貼り合わせた赤外線検知装置の要部切断斜視図であ
る。
装置を説明するが、図４（ａ）は、赤外線フォトダイオ
ードアレイの要部断面図であり、また、図４（ｂ）は赤
外線フォトダイオードアレイとＳｉ信号処理回路基板と
を貼り合わせた赤外線検知装置の要部切断斜視図であ
る。
【０００４】図４（ａ）参照 この従来の赤外線フォトダイオードアレイ３０は、ま
ず、閉管チッピング法を用いて、Ｔｅリッチの融液中で
ＣｄＺｎＴｅ基板３１上にノン・ドープのｐ型ＨｇＣｄ
Ｔｅ層３２を液相エピタキシャル成長させたのち、Ｈｇ
蒸気中における２００〜４００℃の温度での熱処理によ
り、Ｈｇ空孔をＨｇ原子で埋めることによって、ｐ型Ｈ
ｇＣｄＴｅ層３２の正孔濃度を０．５〜５×１０16ｃｍ
-3に制御する。
ず、閉管チッピング法を用いて、Ｔｅリッチの融液中で
ＣｄＺｎＴｅ基板３１上にノン・ドープのｐ型ＨｇＣｄ
Ｔｅ層３２を液相エピタキシャル成長させたのち、Ｈｇ
蒸気中における２００〜４００℃の温度での熱処理によ
り、Ｈｇ空孔をＨｇ原子で埋めることによって、ｐ型Ｈ
ｇＣｄＴｅ層３２の正孔濃度を０．５〜５×１０16ｃｍ
-3に制御する。
【０００５】次いで、表面平坦化、及び、厚みの均一化
のために、アルミナ研磨を行なって、ｐ型ＨｇＣｄＴｅ
層３２の厚さを１５〜２５μｍに制御したのち、Ｂイオ
ンを選択的にイオン注入してｎ+ 型領域３３を形成して
フォトダイオードとする。
のために、アルミナ研磨を行なって、ｐ型ＨｇＣｄＴｅ
層３２の厚さを１５〜２５μｍに制御したのち、Ｂイオ
ンを選択的にイオン注入してｎ+ 型領域３３を形成して
フォトダイオードとする。
【０００６】次いで、全面にＺｎＳ表面保護膜３４を設
けたのち、Ｎ2 雰囲気中で１００〜２００℃の温度で１
時間程度のアニール処理を行い、イオン注入によって格
子位置から遊離したＨｇ、即ち、Ｈｇ格子間原子をｐ型
ＨｇＣｄＴｅ層３２中に拡散させる。
けたのち、Ｎ2 雰囲気中で１００〜２００℃の温度で１
時間程度のアニール処理を行い、イオン注入によって格
子位置から遊離したＨｇ、即ち、Ｈｇ格子間原子をｐ型
ＨｇＣｄＴｅ層３２中に拡散させる。
【０００７】次いで、ＺｎＳ表面保護膜３４にコンタク
トホールを設けたのち、ｎ+ 型領域３３に対してはＩｎ
コンタクト電極３５を設け、サブコンタクト領域３６に
対してはＡｕコンタクト電極３７を設け、次いで、リフ
トオフ法によってＩｎバンプ３８を形成する。
トホールを設けたのち、ｎ+ 型領域３３に対してはＩｎ
コンタクト電極３５を設け、サブコンタクト領域３６に
対してはＡｕコンタクト電極３７を設け、次いで、リフ
トオフ法によってＩｎバンプ３８を形成する。
【０００８】図４（ｂ）参照 次いで、Ｉｎバンプ３８を利用して、水平シフトレジス
タ４１及び垂直シフトレジスタ４２等を設けたＳｉ信号
処理回路基板４０と貼り合わせて赤外線検知装置が完成
する。
タ４１及び垂直シフトレジスタ４２等を設けたＳｉ信号
処理回路基板４０と貼り合わせて赤外線検知装置が完成
する。
【０００９】そして、この赤外線検知装置の赤外線フォ
トダイオードアレイ３０のＣｄＺｎＴｅ基板３１の裏面
側から赤外線４３を照射することによって、赤外線像を
検知している。
トダイオードアレイ３０のＣｄＺｎＴｅ基板３１の裏面
側から赤外線４３を照射することによって、赤外線像を
検知している。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の赤外線
検知装置においては、赤外線フォトダイオードアレイの
ダイオード特性に不均一が生じたり、局所的に逆方向耐
圧の低下によりリーク電流が増加して画素欠陥が発生す
るという問題があった。
検知装置においては、赤外線フォトダイオードアレイの
ダイオード特性に不均一が生じたり、局所的に逆方向耐
圧の低下によりリーク電流が増加して画素欠陥が発生す
るという問題があった。
【００１１】図５参照 即ち、赤外線フォトダイオードアレイを構成するｐ型Ｈ
ｇＣｄＴｅ層３２には通常、結晶欠陥４４，４５が存在
し、また、Ｌｉ，Ｎａ，Ａｇ，Ａｕ，Ｃｕ等のＩ族元素
からなるアクセプタ不純物４６が不可避的に含まれてい
るが、このアクセプタ不純物４６がイオン注入後のアニ
ール処理等の２００℃以下での１時間程度のアニール
で、結晶中を移動し、結晶欠陥４４，４５の周囲に集ま
ることになる。
ｇＣｄＴｅ層３２には通常、結晶欠陥４４，４５が存在
し、また、Ｌｉ，Ｎａ，Ａｇ，Ａｕ，Ｃｕ等のＩ族元素
からなるアクセプタ不純物４６が不可避的に含まれてい
るが、このアクセプタ不純物４６がイオン注入後のアニ
ール処理等の２００℃以下での１時間程度のアニール
で、結晶中を移動し、結晶欠陥４４，４５の周囲に集ま
ることになる。
【００１２】そして、局所的にアクセプタ不純物４６が
集まることによってキャリア濃度が不均一になり、この
アクセプタ不純物４６が集まった領域にｐｎ接合を形成
した場合、ｐ+ ／ｎ+ 接合となり、逆方向耐圧が低下す
ることになる。
集まることによってキャリア濃度が不均一になり、この
アクセプタ不純物４６が集まった領域にｐｎ接合を形成
した場合、ｐ+ ／ｎ+ 接合となり、逆方向耐圧が低下す
ることになる。
【００１３】したがって、本発明は、アクセプタ不純物
の集中箇所を制御することによって、ダイオード特性の
低下を防止することを目的とする。
の集中箇所を制御することによって、ダイオード特性の
低下を防止することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理的構
成の説明図であり、この図１を参照して本発明における
課題を解決するための手段を説明する。 図１参照 （１）本発明は、赤外線検知装置の製造方法において、
Ｈｇを含むＩＩ−ＶＩ族化合物半導体結晶２に設けたｎ
型活性領域３の周囲にダメージ領域６を設けたのち、ア
ニール処理を行うことを特徴とする。
成の説明図であり、この図１を参照して本発明における
課題を解決するための手段を説明する。 図１参照 （１）本発明は、赤外線検知装置の製造方法において、
Ｈｇを含むＩＩ−ＶＩ族化合物半導体結晶２に設けたｎ
型活性領域３の周囲にダメージ領域６を設けたのち、ア
ニール処理を行うことを特徴とする。
【００１５】この様に、人為的にｎ型活性領域３以外の
領域に結晶欠陥領域、即ち、ダメージ領域６を設けるこ
とにより、その後の製造工程中のアニール処理におい
て、即ち、通常はｎ型活性領域３を形成するためのイオ
ン注入後のアニール工程において、アクセプタ不純物７
はこのダメージ領域６の近傍に集まり、ｐ+ ／ｎ+ 接合
が形成されないので、ダイオード特性の低下を防止する
ことができる。なお、本発明において、Ｈｇを含むＩＩ
−ＶＩ族化合物半導体結晶２とは、基板１上に成長させ
たエピタキシャル成長層、及び、バルク結晶の両者を含
むものである。
領域に結晶欠陥領域、即ち、ダメージ領域６を設けるこ
とにより、その後の製造工程中のアニール処理におい
て、即ち、通常はｎ型活性領域３を形成するためのイオ
ン注入後のアニール工程において、アクセプタ不純物７
はこのダメージ領域６の近傍に集まり、ｐ+ ／ｎ+ 接合
が形成されないので、ダイオード特性の低下を防止する
ことができる。なお、本発明において、Ｈｇを含むＩＩ
−ＶＩ族化合物半導体結晶２とは、基板１上に成長させ
たエピタキシャル成長層、及び、バルク結晶の両者を含
むものである。
【００１６】（２）また、本発明は、上記（１）におい
て、ダメージ領域６を、複数のｎ型活性領域３の間に格
子状に設けたことを特徴とする。
て、ダメージ領域６を、複数のｎ型活性領域３の間に格
子状に設けたことを特徴とする。
【００１７】この様に、複数のｎ型活性領域３の間に格
子状のダメージ領域６を設けることによって、画素欠陥
の発生を防止することができ、また、複数のｎ型活性領
域３の間に画素分離用の格子状ｎ+ 型領域を設ける場合
には、この格子状ｎ+ 型領域と重なるようにダメージ領
域６を設ければ良い。
子状のダメージ領域６を設けることによって、画素欠陥
の発生を防止することができ、また、複数のｎ型活性領
域３の間に画素分離用の格子状ｎ+ 型領域を設ける場合
には、この格子状ｎ+ 型領域と重なるようにダメージ領
域６を設ければ良い。
【００１８】（３）また、本発明は、上記（１）または
（２）において、ダメージ領域６を、サブコンタクト領
域８の周囲にも設けたことを特徴とする。
（２）において、ダメージ領域６を、サブコンタクト領
域８の周囲にも設けたことを特徴とする。
【００１９】この様に、ダメージ領域６をサブコンタク
ト領域８、即ち、基板コンタクト領域にも設けることに
より、ダイオード特性の低下をより確実に防止すること
ができる。
ト領域８、即ち、基板コンタクト領域にも設けることに
より、ダイオード特性の低下をより確実に防止すること
ができる。
【００２０】（４）また、本発明は、上記（１）乃至
（３）のいずれかにおいて、ダメージ領域６を、ｎ型活
性領域３の周囲に膜応力の大きなダメージ導入膜４を設
けることによって形成したことを特徴とする。
（３）のいずれかにおいて、ダメージ領域６を、ｎ型活
性領域３の周囲に膜応力の大きなダメージ導入膜４を設
けることによって形成したことを特徴とする。
【００２１】この様に、Ｈｇを含むＩＩ−ＶＩ族化合物
半導体結晶２は非常に脆く、結晶欠陥が形成されやすい
物質であるので、選択的に膜応力の大きな膜、即ち、ダ
メージ導入膜４を設けることによって、ダメージ導入膜
４の直下近傍にダメージ領域６を形成することができ
る。
半導体結晶２は非常に脆く、結晶欠陥が形成されやすい
物質であるので、選択的に膜応力の大きな膜、即ち、ダ
メージ導入膜４を設けることによって、ダメージ導入膜
４の直下近傍にダメージ領域６を形成することができ
る。
【００２２】（５）また、本発明は、上記（４）におい
て、ダメージ導入膜４が、スパッタリング法で形成した
ＺｎＳ膜またはＳｉＯ2 膜のいずれかであることを特徴
とする。
て、ダメージ導入膜４が、スパッタリング法で形成した
ＺｎＳ膜またはＳｉＯ2 膜のいずれかであることを特徴
とする。
【００２３】この様な膜応力の大きなダメージ導入膜４
は、従来のＨｇＣｄＴｅ赤外線検知装置の保護膜として
通常用いられているＺｎＳ膜或いはＳｉＯ2 膜をスパッ
タリング法で形成すれば良く、例えば、ＺｎＳ膜の場合
には０．１μｍ程度の厚さに形成すると１×１０6 ｃｍ
-2以上の結晶欠陥が形成されることになる。
は、従来のＨｇＣｄＴｅ赤外線検知装置の保護膜として
通常用いられているＺｎＳ膜或いはＳｉＯ2 膜をスパッ
タリング法で形成すれば良く、例えば、ＺｎＳ膜の場合
には０．１μｍ程度の厚さに形成すると１×１０6 ｃｍ
-2以上の結晶欠陥が形成されることになる。
【００２４】（６）また、本発明は、上記（４）におい
て、ダメージ導入膜４が、電子線加熱蒸着法で形成した
厚さ１μｍ以上のＺｎＳ膜であることを特徴とする。
て、ダメージ導入膜４が、電子線加熱蒸着法で形成した
厚さ１μｍ以上のＺｎＳ膜であることを特徴とする。
【００２５】また、ＺｎＳ膜を電子線加熱蒸着法によっ
て形成する場合には、スパッタリング法により形成した
ＺｎＳ膜より膜応力が小さいので、その膜厚を１μｍ以
上に形成する必要がある。
て形成する場合には、スパッタリング法により形成した
ＺｎＳ膜より膜応力が小さいので、その膜厚を１μｍ以
上に形成する必要がある。
【００２６】（７）また、本発明は、上記（４）におい
て、ダメージ導入膜４が、金属膜からなることを特徴と
する。
て、ダメージ導入膜４が、金属膜からなることを特徴と
する。
【００２７】（８）また、本発明は、上記（７）におい
て、金属膜が、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｐｔ、或いは、Ａｌ
のいずれか、または、これらの金属を含む合金であるこ
とを特徴とする。
て、金属膜が、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｐｔ、或いは、Ａｌ
のいずれか、または、これらの金属を含む合金であるこ
とを特徴とする。
【００２８】この様に、ダメージ導入膜４としては膜応
力の大きな金属膜、例えば、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｐｔ、
或いは、Ａｌ、または、これらの金属を含む合金を用い
ても良く、Ｃｒ膜の場合には、０．１μｍ以上の厚さで
高密度の結晶欠陥を発生させることができ、また、これ
らの金属膜はＨｇを含むＩＩ−ＶＩ族化合物半導体結晶
２との密着性が良好である。
力の大きな金属膜、例えば、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｐｔ、
或いは、Ａｌ、または、これらの金属を含む合金を用い
ても良く、Ｃｒ膜の場合には、０．１μｍ以上の厚さで
高密度の結晶欠陥を発生させることができ、また、これ
らの金属膜はＨｇを含むＩＩ−ＶＩ族化合物半導体結晶
２との密着性が良好である。
【００２９】（９）また、本発明は、上記（１）乃至
（３）のいずれかにおいて、ダメージ領域６を、ボロン
より原子量の大きな元素をｎ型活性領域３の周囲に選択
的にイオン注入することによって形成することを特徴と
する。
（３）のいずれかにおいて、ダメージ領域６を、ボロン
より原子量の大きな元素をｎ型活性領域３の周囲に選択
的にイオン注入することによって形成することを特徴と
する。
【００３０】この様に、ダメージ領域６は、ボロンより
原子量の大きな元素をｎ型活性領域３の周囲に選択的に
イオン注入することによって、ｎ型活性領域３の形成の
際のボロンのイオン注入に伴う欠陥より高密度の結晶欠
陥を有するダメージ領域６を形成することができる。
原子量の大きな元素をｎ型活性領域３の周囲に選択的に
イオン注入することによって、ｎ型活性領域３の形成の
際のボロンのイオン注入に伴う欠陥より高密度の結晶欠
陥を有するダメージ領域６を形成することができる。
【００３１】（１０）また、本発明は、上記（１）乃至
（３）のいずれかにおいて、ダメージ領域６を、ｎ型活
性領域３の周囲をイオンミーリングすることによって形
成することを特徴とする。
（３）のいずれかにおいて、ダメージ領域６を、ｎ型活
性領域３の周囲をイオンミーリングすることによって形
成することを特徴とする。
【００３２】この様に、ダメージ領域６は、Ａｒイオン
等を用いたイオンミーリングをｎ型活性領域３の周囲に
施すことによって形成することができるが、その場合に
は、イオンミーリング箇所に凹部が形成される。
等を用いたイオンミーリングをｎ型活性領域３の周囲に
施すことによって形成することができるが、その場合に
は、イオンミーリング箇所に凹部が形成される。
【００３３】（１１）また、本発明は、上記（１）乃至
（１０）において、アニール温度が２００℃以下である
ことを特徴とする。
（１０）において、アニール温度が２００℃以下である
ことを特徴とする。
【００３４】この様に、アクセプタ不純物７をダメージ
領域６の近傍に移動させるアニール温度としては、温度
が高いと格子点に存在するＨｇが抜けてＨｇを含むＩＩ
−ＶＩ族化合物半導体結晶２の組成が変化しやすくなる
ので、格子点に存在するＨｇの移動があまり生じないよ
うに２００℃以下にすることが望ましい。
領域６の近傍に移動させるアニール温度としては、温度
が高いと格子点に存在するＨｇが抜けてＨｇを含むＩＩ
−ＶＩ族化合物半導体結晶２の組成が変化しやすくなる
ので、格子点に存在するＨｇの移動があまり生じないよ
うに２００℃以下にすることが望ましい。
【００３５】
【発明の実施の形態】ここで、本発明の第１の実施の形
態の製造工程を図２を参照して説明する。 図２（ａ）参照 まず、従来と同様に、閉管チッピング法を用いて、Ｔｅ
リッチの融液中でＣｄＺｎＴｅ基板１１上に厚さ５〜４
０μｍ、例えば、２０μｍのノン・ドープのｐ型ＨｇＣ
ｄＴｅ層（Ｃｄ比０．２）１２を液相エピタキシャル成
長させたのち、Ｈｇ蒸気中における２００〜４００℃の
温度での熱処理により、Ｈｇ空孔をＨｇ原子で埋めるこ
とによって、ｐ型ＨｇＣｄＴｅ層１２の正孔濃度を０．
５〜５×１０16ｃｍ-3、例えば、１．０×１０16ｃｍ-3
に制御し、次いで、Ｂイオンを選択的にイオン注入して
ｎ+ 型領域１３を形成してフォトダイオードとする。
態の製造工程を図２を参照して説明する。 図２（ａ）参照 まず、従来と同様に、閉管チッピング法を用いて、Ｔｅ
リッチの融液中でＣｄＺｎＴｅ基板１１上に厚さ５〜４
０μｍ、例えば、２０μｍのノン・ドープのｐ型ＨｇＣ
ｄＴｅ層（Ｃｄ比０．２）１２を液相エピタキシャル成
長させたのち、Ｈｇ蒸気中における２００〜４００℃の
温度での熱処理により、Ｈｇ空孔をＨｇ原子で埋めるこ
とによって、ｐ型ＨｇＣｄＴｅ層１２の正孔濃度を０．
５〜５×１０16ｃｍ-3、例えば、１．０×１０16ｃｍ-3
に制御し、次いで、Ｂイオンを選択的にイオン注入して
ｎ+ 型領域１３を形成してフォトダイオードとする。
【００３６】図２（ｂ）参照 次いで、マスクスパッタリング法を用いて、厚さ０．０
３〜０．５μｍ、例えば、０．１μｍのスパッタＺｎＳ
膜１４をｎ+ 型領域１３の近傍に格子状に堆積する。
３〜０．５μｍ、例えば、０．１μｍのスパッタＺｎＳ
膜１４をｎ+ 型領域１３の近傍に格子状に堆積する。
【００３７】この工程において、スパッタリングによる
物理的ダメージと、スパッタＺｎＳ膜１４の膜応力によ
り、スパッタＺｎＳ膜１４の直下近傍に１×１０6 ｃｍ
-2以上の欠陥密度のダメージ領域１５が形成される。
物理的ダメージと、スパッタＺｎＳ膜１４の膜応力によ
り、スパッタＺｎＳ膜１４の直下近傍に１×１０6 ｃｍ
-2以上の欠陥密度のダメージ領域１５が形成される。
【００３８】図２（ｃ）参照 次いで、電子線加熱蒸着法を用いて、全面に厚さ０．２
〜０．７μｍ、例えば、０．５μｍのＺｎＳ表面保護膜
１６を設けたのち、Ｎ2 雰囲気中で１００〜２００℃、
例えば、１８０℃の温度で１時間程度のアニール処理を
行い、イオン注入によって格子位置から遊離したＨｇ、
即ち、Ｈｇ格子間原子をｐ型ＨｇＣｄＴｅ層１２中に拡
散させる。
〜０．７μｍ、例えば、０．５μｍのＺｎＳ表面保護膜
１６を設けたのち、Ｎ2 雰囲気中で１００〜２００℃、
例えば、１８０℃の温度で１時間程度のアニール処理を
行い、イオン注入によって格子位置から遊離したＨｇ、
即ち、Ｈｇ格子間原子をｐ型ＨｇＣｄＴｅ層１２中に拡
散させる。
【００３９】この２００℃以下のアニール工程におい
て、ｐ型ＨｇＣｄＴｅ層１２中に含まれるＬｉ，Ａｇ等
のアクセプタ不純物２１はダメージ領域１５の近傍に移
動し、そこに集積される。
て、ｐ型ＨｇＣｄＴｅ層１２中に含まれるＬｉ，Ａｇ等
のアクセプタ不純物２１はダメージ領域１５の近傍に移
動し、そこに集積される。
【００４０】なお、電子線加熱蒸着法によるＺｎＳ膜の
場合には、物理的ダメージ及び膜応力が小さいので、
１．０μｍ以上の膜厚のＺｎＳ膜を堆積させない限り、
アクセプタ不純物２１の集積に役立つダメージ領域１５
は形成されない。
場合には、物理的ダメージ及び膜応力が小さいので、
１．０μｍ以上の膜厚のＺｎＳ膜を堆積させない限り、
アクセプタ不純物２１の集積に役立つダメージ領域１５
は形成されない。
【００４１】次いで、ＺｎＳ表面保護膜１６にコンタク
トホールを設けたのち、ｎ+ 型領域１３に対してはＩｎ
コンタクト電極１７を設け、サブコンタクト領域１８に
対してはＡｕコンタクト電極１９を設け、次いで、リフ
トオフ法によってＩｎバンプ２０を形成する。
トホールを設けたのち、ｎ+ 型領域１３に対してはＩｎ
コンタクト電極１７を設け、サブコンタクト領域１８に
対してはＡｕコンタクト電極１９を設け、次いで、リフ
トオフ法によってＩｎバンプ２０を形成する。
【００４２】なお、この様なコンタクトホールの形成工
程等に伴うフォトリソグラフィー工程におけるレジスト
のプリベーク或いはポストベークにおいても、アクセプ
タ不純物２１がダメージ領域１５の近傍に集まることに
なる。
程等に伴うフォトリソグラフィー工程におけるレジスト
のプリベーク或いはポストベークにおいても、アクセプ
タ不純物２１がダメージ領域１５の近傍に集まることに
なる。
【００４３】次いで、図示しないものの、従来の工程と
同様に、Ｉｎバンプ２０を利用して、水平シフトレジス
タ及び垂直シフトレジスタ等を形成したＳｉ信号処理回
路基板に貼り合わせることによって赤外線検知装置が完
成する。
同様に、Ｉｎバンプ２０を利用して、水平シフトレジス
タ及び垂直シフトレジスタ等を形成したＳｉ信号処理回
路基板に貼り合わせることによって赤外線検知装置が完
成する。
【００４４】この様に、本発明の第１の実施の形態によ
れば、スパッタＺｎＳ膜１４を選択的に堆積させるだけ
の簡単な工程によって、人為的にダメージ領域１５を所
定の位置に形成することができ、この人為的なダメージ
領域１５にアクセプタ不純物２１を局所的に集積させる
ことによって、ダイオード特性の低下を防止することが
できる。
れば、スパッタＺｎＳ膜１４を選択的に堆積させるだけ
の簡単な工程によって、人為的にダメージ領域１５を所
定の位置に形成することができ、この人為的なダメージ
領域１５にアクセプタ不純物２１を局所的に集積させる
ことによって、ダイオード特性の低下を防止することが
できる。
【００４５】また、ダメージを導入するための膜は、ス
パッタＺｎＳ膜１４に限られるものではなく、スパッタ
リング法により形成したＳｉＯ2 膜、或いは、ＳｉＮ膜
でも良く、さらには、電子線加熱蒸着法により形成した
１．０μｍ以上の厚さのＺｎＳ膜でも良い。
パッタＺｎＳ膜１４に限られるものではなく、スパッタ
リング法により形成したＳｉＯ2 膜、或いは、ＳｉＮ膜
でも良く、さらには、電子線加熱蒸着法により形成した
１．０μｍ以上の厚さのＺｎＳ膜でも良い。
【００４６】また、ダメージを導入するための膜は、膜
応力の大きなＣｒ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ａｌ、または、
これらの金属を含む合金等の金属膜でも良く、例えば、
Ｃｒ膜の場合には０．１μｍ以上の厚さを堆積させれば
良い。
応力の大きなＣｒ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ａｌ、または、
これらの金属を含む合金等の金属膜でも良く、例えば、
Ｃｒ膜の場合には０．１μｍ以上の厚さを堆積させれば
良い。
【００４７】次に、図３を参照して本発明の第２乃至第
４の実施の形態を説明するが、ダメージ領域１５の形成
工程以外は、上記の第１の実施の形態と同様である。 図３（ａ）参照 まず、第２の実施の形態は、上記の第１の実施の形態と
同様にｐ型ＨｇＣｄＴｅ層１２にｎ+ 型領域１３を形成
したのち、ｎ+ 型領域１３の近傍に格子状にＡｓイオン
２２を４０〜３００ｋｅＶ、例えば、２００ｅＶの加速
エネルギーで、１×１０12〜１×１０15ｃｍ-2、例え
ば、１×１０14ｃｍ-2だけイオン注入することにより、
このＡｓイオン２２の注入に伴う物理的ダメージによ
り、注入領域近傍にダメージ領域１５が形成される。
４の実施の形態を説明するが、ダメージ領域１５の形成
工程以外は、上記の第１の実施の形態と同様である。 図３（ａ）参照 まず、第２の実施の形態は、上記の第１の実施の形態と
同様にｐ型ＨｇＣｄＴｅ層１２にｎ+ 型領域１３を形成
したのち、ｎ+ 型領域１３の近傍に格子状にＡｓイオン
２２を４０〜３００ｋｅＶ、例えば、２００ｅＶの加速
エネルギーで、１×１０12〜１×１０15ｃｍ-2、例え
ば、１×１０14ｃｍ-2だけイオン注入することにより、
このＡｓイオン２２の注入に伴う物理的ダメージによ
り、注入領域近傍にダメージ領域１５が形成される。
【００４８】以降は、上記の第１の実施の形態と同様
に、ＺｎＳ表面保護膜を設けたのち、アニールを施し、
次いで、ＺｎＳ表面保護膜にコンタクトホールを設けた
のち、Ｉｎコンタクト電極及びＡｕコンタクト電極を設
け、最後に、Ｉｎバンプを形成することにより赤外線フ
ォトダイオードアレイが完成する。
に、ＺｎＳ表面保護膜を設けたのち、アニールを施し、
次いで、ＺｎＳ表面保護膜にコンタクトホールを設けた
のち、Ｉｎコンタクト電極及びＡｕコンタクト電極を設
け、最後に、Ｉｎバンプを形成することにより赤外線フ
ォトダイオードアレイが完成する。
【００４９】この第２の実施の形態においては、イオン
注入によってダメージ領域１５を形成しているので、イ
オン注入量及び加速エネルギーによりダメージ領域１５
の深さ及び欠陥密度を任意に制御することができる。
注入によってダメージ領域１５を形成しているので、イ
オン注入量及び加速エネルギーによりダメージ領域１５
の深さ及び欠陥密度を任意に制御することができる。
【００５０】また、注入するイオンはＡｓに限られるも
のではなく、Ｂより原子量の大きな元素、特に、Ａｓと
同様にＨｇＣｄＴｅに対してアクセプタとなるＶ族元
素、例えば、Ｐを用いても良いものである。
のではなく、Ｂより原子量の大きな元素、特に、Ａｓと
同様にＨｇＣｄＴｅに対してアクセプタとなるＶ族元
素、例えば、Ｐを用いても良いものである。
【００５１】図３（ｂ）参照 また、第３の実施の形態は、上記の第１の実施の形態と
同様にｐ型ＨｇＣｄＴｅ層１２にｎ+ 型領域１３を形成
したのち、ｎ+ 型領域１３の近傍に格子状にＡｒイオン
２３を用いたイオンミーリングを施すことによって、イ
オンミーリングによる物理的ダメージによりダメージ領
域１５を形成するものであり、その際には凹部２４が形
成されることになる。
同様にｐ型ＨｇＣｄＴｅ層１２にｎ+ 型領域１３を形成
したのち、ｎ+ 型領域１３の近傍に格子状にＡｒイオン
２３を用いたイオンミーリングを施すことによって、イ
オンミーリングによる物理的ダメージによりダメージ領
域１５を形成するものであり、その際には凹部２４が形
成されることになる。
【００５２】以降は、上記の第１の実施の形態と同様
に、ＺｎＳ表面保護膜を設けたのち、アニールを施し、
次いで、ＺｎＳ表面保護膜にコンタクトホールを設けた
のち、Ｉｎコンタクト電極及びＡｕコンタクト電極を設
け、最後に、Ｉｎバンプを形成することにより赤外線フ
ォトダイオードアレイが完成する。
に、ＺｎＳ表面保護膜を設けたのち、アニールを施し、
次いで、ＺｎＳ表面保護膜にコンタクトホールを設けた
のち、Ｉｎコンタクト電極及びＡｕコンタクト電極を設
け、最後に、Ｉｎバンプを形成することにより赤外線フ
ォトダイオードアレイが完成する。
【００５３】この第３の実施の形態においては、イオン
ミーリングによってダメージ領域１５を形成している
が、これに伴って形成される凹部２４を画素分離領域と
して利用しても良い。
ミーリングによってダメージ領域１５を形成している
が、これに伴って形成される凹部２４を画素分離領域と
して利用しても良い。
【００５４】図３（ｃ）参照 また、第４の実施の形態は、上記の第１の実施の形態と
同様にｐ型ＨｇＣｄＴｅ層１２にｎ+ 型領域１３を形成
したのち、電子線加熱蒸着法を用いて厚さ０．５μｍの
ＺｎＳ表面保護膜１６を堆積させたのち、ｎ+ 型領域１
３の近傍に格子状に開口部を形成し、この開口部を埋め
込むようにＣｒ膜２５をマスク蒸着する。
同様にｐ型ＨｇＣｄＴｅ層１２にｎ+ 型領域１３を形成
したのち、電子線加熱蒸着法を用いて厚さ０．５μｍの
ＺｎＳ表面保護膜１６を堆積させたのち、ｎ+ 型領域１
３の近傍に格子状に開口部を形成し、この開口部を埋め
込むようにＣｒ膜２５をマスク蒸着する。
【００５５】この場合にも、上記の第１の実施の形態の
変形例における金属膜と同様に、その膜応力によって、
Ｃｒ膜２５の直下近傍にダメージ領域１５が形成され
る。
変形例における金属膜と同様に、その膜応力によって、
Ｃｒ膜２５の直下近傍にダメージ領域１５が形成され
る。
【００５６】以降は、Ｃｒ膜２５の表面を覆うようにＺ
ｎＳ膜を選択的に設けたのち、アニールを施し、次い
で、ＺｎＳ表面保護膜にコンタクトホールを設けたの
ち、Ｉｎコンタクト電極及びＡｕコンタクト電極を設
け、最後に、Ｉｎバンプを形成することにより赤外線フ
ォトダイオードアレイが完成する。
ｎＳ膜を選択的に設けたのち、アニールを施し、次い
で、ＺｎＳ表面保護膜にコンタクトホールを設けたの
ち、Ｉｎコンタクト電極及びＡｕコンタクト電極を設
け、最後に、Ｉｎバンプを形成することにより赤外線フ
ォトダイオードアレイが完成する。
【００５７】なお、この場合にも、用いる金属膜はＣｒ
膜２５に限られるものでなく、Ｎｉ膜、Ｔｉ膜、Ｐｔ
膜、或いは、Ａｌ膜、または、これらの金属を含む合金
膜を用いて良いものである。
膜２５に限られるものでなく、Ｎｉ膜、Ｔｉ膜、Ｐｔ
膜、或いは、Ａｌ膜、または、これらの金属を含む合金
膜を用いて良いものである。
【００５８】以上、本発明の各実施の形態を説明してき
たが、ｐ型ＨｇＣｄＴｅ層に設けるダメージ領域１５は
必ずしも格子状に形成する必要はなく、少なくとも、ｎ
+ 型領域１３の近傍に設ければ良いものである。
たが、ｐ型ＨｇＣｄＴｅ層に設けるダメージ領域１５は
必ずしも格子状に形成する必要はなく、少なくとも、ｎ
+ 型領域１３の近傍に設ければ良いものである。
【００５９】また、この様なダメージ領域１５はサブコ
ンタクト領域近傍にも設けることが望ましく、それによ
ってダイオード特性の低下をより確実に防止することが
できる。
ンタクト領域近傍にも設けることが望ましく、それによ
ってダイオード特性の低下をより確実に防止することが
できる。
【００６０】また、この様なダメージ領域１５は、画素
となる複数のｎ+ 型領域１３を互いに画素分離するため
に格子状にｎ+ 型格子領域を設ける場合、このｎ+ 型格
子領域に重なるように設けても良い。
となる複数のｎ+ 型領域１３を互いに画素分離するため
に格子状にｎ+ 型格子領域を設ける場合、このｎ+ 型格
子領域に重なるように設けても良い。
【００６１】また、本発明の各実施の形態においては、
２次元フォトダイオードアレイを前提に説明している
が、本発明は２次元フォトダイオードアレイに限られる
ものでなく、１次元フォトダイオードアレイ、或いは、
ディスクリートフォトダイオードも対象とするものであ
る。
２次元フォトダイオードアレイを前提に説明している
が、本発明は２次元フォトダイオードアレイに限られる
ものでなく、１次元フォトダイオードアレイ、或いは、
ディスクリートフォトダイオードも対象とするものであ
る。
【００６２】また、上記各実施の形態においては、フォ
トダイオードを形成するための半導体はＨｇ0.8 Ｃｄ
0.2 Ｔｅを用いて説明しているが、Ｈｇ0.8 Ｃｄ0.2 Ｔ
ｅに限られるものではなく、他の組成比のＨｇＣｄＴｅ
でも良く、例えば、Ｃｄ比を０．６０程度にすることに
よってＡＰＤを形成しても良いものである。
トダイオードを形成するための半導体はＨｇ0.8 Ｃｄ
0.2 Ｔｅを用いて説明しているが、Ｈｇ0.8 Ｃｄ0.2 Ｔ
ｅに限られるものではなく、他の組成比のＨｇＣｄＴｅ
でも良く、例えば、Ｃｄ比を０．６０程度にすることに
よってＡＰＤを形成しても良いものである。
【００６３】また、上記の各実施の形態においては、フ
ォトダイオードを形成するための半導体はノン・ドープ
のｐ型ＨｇＣｄＴｅ液相エピタキシャル成長層として説
明しているが、Ｈｇリッチの融液にＡｓやＰのｐ型不純
物をドープして成長させたｐ型ＨｇＣｄＴｅ層でも良
く、また、ＭＯＶＰＥ法（有機金属気相成長法）を用い
て形成したｐ型ＨｇＣｄＴｅ気相エピタキシャル成長層
でも良い。
ォトダイオードを形成するための半導体はノン・ドープ
のｐ型ＨｇＣｄＴｅ液相エピタキシャル成長層として説
明しているが、Ｈｇリッチの融液にＡｓやＰのｐ型不純
物をドープして成長させたｐ型ＨｇＣｄＴｅ層でも良
く、また、ＭＯＶＰＥ法（有機金属気相成長法）を用い
て形成したｐ型ＨｇＣｄＴｅ気相エピタキシャル成長層
でも良い。
【００６４】また、本発明はＨｇＣｄＴｅと同様に空格
子が導電型を決定するＩＩ−ＶＩ族化合物半導体、特
に、ＨｇＺｎＴｅ或いはＨｇＭｎＴｅ等のＨｇを構成元
素として含むＩＩ−ＶＩ族化合物半導体も対象とするも
のである。
子が導電型を決定するＩＩ−ＶＩ族化合物半導体、特
に、ＨｇＺｎＴｅ或いはＨｇＭｎＴｅ等のＨｇを構成元
素として含むＩＩ−ＶＩ族化合物半導体も対象とするも
のである。
【００６５】
【発明の効果】本発明によれば、アクセプタ不純物を集
積させるダメージ領域を人為的に任意の位置に形成して
いるので、アクセプタ不純物が不所望な位置に集積され
ることがなく、ダイオード特性の低下を防ぐことがで
き、それによって、高い量子効率のフォトダイオードを
再現性良く形成することができ、高解像度の赤外線セン
サの実用化に寄与するところが大きい。
積させるダメージ領域を人為的に任意の位置に形成して
いるので、アクセプタ不純物が不所望な位置に集積され
ることがなく、ダイオード特性の低下を防ぐことがで
き、それによって、高い量子効率のフォトダイオードを
再現性良く形成することができ、高解像度の赤外線セン
サの実用化に寄与するところが大きい。
【図１】本発明の原理的構成の説明図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態の製造工程の説明図
である。
である。
【図３】本発明の第２乃至第４の実施の形態の説明図で
ある。
ある。
【図４】従来の赤外線フォトダイオードアレイの説明図
である。
である。
【図５】従来の赤外線フォトダイオードアレイの問題点
の説明図である。
の説明図である。
１ 基板 ２ Ｈｇを含むＩＩ−ＶＩ族化合物半導体結晶 ３ ｎ型活性領域 ４ ダメージ導入膜 ５ 絶縁保護膜 ６ ダメージ領域 ７ アクセプタ不純物 ８ サブコンタクト領域 ９ Ｉｎバンプ １１ ＣｄＺｎＴｅ基板 １２ ｐ型ＨｇＣｄＴｅ層 １３ ｎ+ 型領域 １４ スパッタＺｎＳ膜 １５ ダメージ領域 １６ ＺｎＳ表面保護膜 １７ Ｉｎコンタクト電極 １８ サブコンタクト領域 １９ Ａｕコンタクト電極 ２０ Ｉｎバンプ ２１ アクセプタ不純物 ２２ Ａｓイオン ２３ Ａｒイオン ２４ 凹部 ２５ Ｃｒ膜 ３０ 赤外線フォトダイオードアレイ ３１ ＣｄＺｎＴｅ基板 ３２ ｐ型ＨｇＣｄＴｅ層 ３３ ｎ+ 型領域 ３４ ＺｎＳ表面保護膜 ３５ Ｉｎコンタクト電極 ３６ サブコンタクト領域 ３７ Ａｕコンタクト電極 ３８ Ｉｎバンプ ４０ Ｓｉ信号処理回路基板 ４１ 水平シフトレジスタ ４２ 垂直シフトレジスタ ４３ 赤外線 ４４ 結晶欠陥 ４５ 結晶欠陥 ４６ アクセプタ不純物
Claims (11)
- 【請求項１】 Ｈｇを含むＩＩ−ＶＩ族化合物半導体結
晶に設けたｎ型活性領域の周囲にダメージ領域を設けた
のち、アニール処理を行うことを特徴とする赤外線検知
装置の製造方法。 - 【請求項２】 上記ダメージ領域を、複数の上記ｎ型活
性領域の間に格子状に設けたことを特徴とする請求項１
記載の赤外線検知装置の製造方法。 - 【請求項３】 上記ダメージ領域を、サブコンタクト領
域の周囲にも設けたことを特徴とする請求項１または２
に記載の赤外線検知装置の製造方法。 - 【請求項４】 上記ダメージ領域を、上記ｎ型活性領域
の周囲に膜応力の大きなダメージ導入膜を設けることに
よって形成したことを特徴とする請求項１乃至３のいず
れか１項に記載の赤外線検知装置の製造方法。 - 【請求項５】 上記ダメージ導入膜が、スパッタリング
法で形成したＺｎＳ膜またはＳｉＯ2 膜のいずれかであ
る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。 - 【請求項６】 上記ダメージ導入膜が、電子線加熱蒸着
法で形成した厚さ１μｍ以上のＺｎＳ膜であることを特
徴とする請求項４記載の赤外線検知装置の製造方法。 - 【請求項７】 上記ダメージ導入膜が、金属膜からなる
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。 - 【請求項８】 上記金属膜が、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｐ
ｔ、或いは、Ａｌのいずれか、または、これらの金属を
含む合金であることを特徴とする請求項７記載の赤外線
検知装置の製造方法。 - 【請求項９】 上記ダメージ領域を、ボロンより原子量
の大きな元素を上記ｎ型活性領域の周囲に選択的にイオ
ン注入することによって形成することを特徴とする請求
項１乃至３のいずれか１項に記載の赤外線検知装置の製
造方法。 - 【請求項１０】 上記ダメージ領域を、上記ｎ型活性領
域の周囲をイオンミーリングすることによって形成する
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載
の赤外線検知装置の製造方法。 - 【請求項１１】 上記アニール温度が、２００℃以下で
あることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項
に記載の赤外線検知装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9102888A JPH10294477A (ja) | 1997-04-21 | 1997-04-21 | 赤外線検知装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9102888A JPH10294477A (ja) | 1997-04-21 | 1997-04-21 | 赤外線検知装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10294477A true JPH10294477A (ja) | 1998-11-04 |
Family
ID=14339409
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9102888A Withdrawn JPH10294477A (ja) | 1997-04-21 | 1997-04-21 | 赤外線検知装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10294477A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000307091A (ja) * | 1999-04-19 | 2000-11-02 | Sharp Corp | 光又は放射線検出素子ならびに二次元画像検出器の製造方法 |
-
1997
- 1997-04-21 JP JP9102888A patent/JPH10294477A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000307091A (ja) * | 1999-04-19 | 2000-11-02 | Sharp Corp | 光又は放射線検出素子ならびに二次元画像検出器の製造方法 |
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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: 20040706 |