JPH1056197A - Hgcdte semiconductor device and its manufacture - Google Patents

Hgcdte semiconductor device and its manufacture

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JPH1056197A
JPH1056197A JP8209525A JP20952596A JPH1056197A JP H1056197 A JPH1056197 A JP H1056197A JP 8209525 A JP8209525 A JP 8209525A JP 20952596 A JP20952596 A JP 20952596A JP H1056197 A JPH1056197 A JP H1056197A
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JP
Japan
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type
layer
film
hgcdte
acid
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Withdrawn
Application number
JP8209525A
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Japanese (ja)
Inventor
Hajime Sudo
元 須藤
Koji Fujiwara
康治 藤原
Kenji Arinaga
健児 有永
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To execute channel stop for electrically separating photodiodes without using a heat processing process by providing a negative processing layer between a coating film in an n-type area with a p-type HgCdTe layer and inducing a p<+> -area just below. SOLUTION: Boron is selectively ion-injected in a p-type HgCdTe layer and plural n-type areas 12 are formed so as to constitute a photodiode array. Then, a ZnS protection film is formed on the whole face by an evaporation method and the AnS film is patterned by etching liquid. Then, a channel stop forming area 14 is opened. Then, a thin oxygen plasma processing layer 16 accompanied by oxidation is formed on the exposed face of the p-type HgCdTe layer 11 by using an electronic cyclotron resonance plasma processor. Then, a ZnS film 13 is removed and the SiN film 17 is formed on the whole face by the CVD method. Then, the contact hole 18 is formed by dry etching and In is provided on n-side electrode and Au on a p-side electrode.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はHgCdTe半導体
装置及びその製造方法に関するものであり、特に、Hg
CdTeフォトダイオード間を電気的に分離するチャネ
ル・ストップをHgCdTe層と被覆層との界面状態を
蓄積状態にすることによって形成するHgCdTe半導
体装置及びその製造方法に関するものである。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a HgCdTe semiconductor device and a method for manufacturing the same, and more particularly, to HgCdTe semiconductor devices.
The present invention relates to an HgCdTe semiconductor device in which a channel stop for electrically separating CdTe photodiodes is formed by making an interface state between an HgCdTe layer and a coating layer into an accumulation state, and a method of manufacturing the same.

【0002】[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比が0.2近傍のHg
CdTe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、フォトダ
イオードアレイ基板及び読出回路基板を、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。
2. Description of the Related Art Conventionally, as an infrared detector for detecting infrared rays in the vicinity of the 10 μm band, Hg having a Cd ratio of about 0.2 has been proposed.
A pn junction diode formed in a CdTe layer is used as a photodiode. The photodiode is arranged in a one-dimensional array or a two-dimensional array, and the photodiode is used for making electrical contact with a readout circuit. A structure is employed in which an array substrate and a readout circuit substrate are bonded to each other with a metal bump such as In formed on both.

【0003】この従来のフォトダイオードアレイには、
チャネル・ストップを設けていないため、p型HgCd
Te層内の電子の拡散長の大きさによっては、隣接する
フォトダイオードとの間でnpn型のラテラル構造のフ
ォトトランジスタを構成し、周りのダイオードから電子
が流れ込むことによって、個々のダイオードへの信号が
混じることなり、赤外線の撮像画面の解像度が低下する
という問題があった。
[0003] This conventional photodiode array includes:
Since there is no channel stop, p-type HgCd
Depending on the diffusion length of the electrons in the Te layer, a phototransistor having an npn-type lateral structure is formed between the adjacent photodiodes, and electrons flow from the surrounding diodes to generate signals to the individual diodes. And the resolution of the infrared imaging screen is reduced.

【0004】この様な問題を解決するためには、シリコ
ンデバイスにおいて行われているように、各能動領域間
にp+ 型領域等のチャネル・ストップを設ければ良く、
この様なチャネル・ストップを設けたHgCdTeフォ
トダイオードアレイを図6を参照して説明する。
In order to solve such a problem, a channel stop such as ap + type region may be provided between each active region, as in a silicon device.
An HgCdTe photodiode array provided with such a channel stop will be described with reference to FIG.

【0005】図6(a)参照 まず、p型HgCdTe層41にボロンをイオン注入す
ることによって複数のn型領域42を形成してフォトダ
イオードとすると共に、n型領域42同士の間を分離す
るようにアクセプタ不純物をイオン注入してp+ 型領域
43を形成してチャネル・ストップとし、次いで、全面
に保護膜となるZnS膜44を蒸着したのち、n型領域
42に対するコンタクトホールを形成し、Inを蒸着し
てパターニングすることによってn側電極45を形成す
る。
Referring to FIG. 6A, a plurality of n-type regions 42 are formed by implanting boron ions into a p-type HgCdTe layer 41 to form a photodiode, and the n-type regions 42 are separated from each other. A p + type region 43 is formed by ion-implanting an acceptor impurity to form a channel stop, and then a ZnS film 44 serving as a protective film is deposited on the entire surface, and then a contact hole for the n type region 42 is formed. The n-side electrode 45 is formed by depositing and patterning In.

【0006】この様なp+ 型領域43によるチャネル・
ストップにより、あるn+ 型領域42から流れ出した電
子は、p/p+ 境界の電位障壁により阻止され、隣接す
るn型領域42へ到達することができなくなるので、リ
ーク電流が防止されることになるものである。なお、こ
の様なp+ 型領域43の形成は、結晶中のHg原子を熱
処理等で遊離させ、Hg空孔子を発生させることによっ
ても可能である。
The channel formed by such ap + type region 43
Due to the stop, electrons flowing out of a certain n + -type region 42 are blocked by the potential barrier at the p / p + boundary and cannot reach the adjacent n-type region 42, so that leakage current is prevented. It becomes. The formation of such a p + -type region 43 can also be achieved by releasing Hg atoms in the crystal by heat treatment or the like to generate Hg vacancies.

【0007】図6(b)参照 また、他の例としては、p+ 型領域43を設ける代わり
に、ボロン等をイオン注入することによってn+ 型領域
46を形成する方法があり、この場合には、あるn+
領域42から流れ出した電子は、ドレインとなるn+
領域46に吸収されてn+ 型領域46と接続した電極、
即ち、図における金属格子47を介して外部に排出され
るため、隣接するn型領域42へ到達することができな
くなるので、リーク電流が防止されるものであり、この
+ 型領域46はチャネル・ストップと同様の作用を有
することになる。
As another example, there is a method of forming an n + type region 46 by ion implantation of boron or the like instead of providing the p + type region 43. In this case, electrodes, electrons flow out from one n + -type region 42, which is absorbed by the n + -type region 46 serving as a drain connected with the n + -type region 46,
That is, because it is discharged to the outside through the metal grid 47 in FIG, since it is impossible to reach the n-type region 42 adjacent, which leakage current is prevented, the n + -type region 46 is a channel -It has the same action as the stop.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のp+
領域43をチャネル・ストップとして設けたHgCdT
eフォトダイオードアレイにおいては、p+ 型領域43
を形成する際に、熱処理工程を必要とし、工程が複雑化
するという問題があり、また、p+ 型領域43を確実に
形成することが困難であるという問題がある。
However, the conventional HgCdT in which the p + type region 43 is provided as a channel stop is used.
In the e photodiode array, the p + type region 43
Requires a heat treatment step, which complicates the process, and also has a problem that it is difficult to form the p + -type region 43 reliably.

【0009】また、n+ 型領域46をドレインとして設
けたHgCdTeフォトダイオードアレイにおいては、
基板抵抗による電圧降下を考慮すると、図示したように
金属格子47を設けることが理想となるが、そのために
構造が複雑化するという問題がある。
Further, in the HgCdTe photodiode array provided with the n + type region 46 as a drain,
In consideration of the voltage drop due to the substrate resistance, it is ideal to provide the metal grid 47 as shown in the figure, but there is a problem that the structure becomes complicated.

【0010】したがって、本発明は、HgCdTeフォ
トダイオードアレイにおけるチャネル・ストップを簡単
な構造及び製造工程によって、再現性良く形成すること
を目的とする。
Accordingly, it is an object of the present invention to form a channel stop in an HgCdTe photodiode array with a simple structure and a simple manufacturing process with good reproducibility.

【0011】[0011]

【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、HgCdTe半導体装置において、p
型HgCdTe層1に複数のn型領域2を設けてフォト
ダイオードアレイを形成すると共に、このn型領域2の
間の被覆膜6とp型HgCdTe層1との間に、負の固
定電荷を有する処理層4を設け、この負の固定電荷を有
する処理層4の直下にp+ 型領域5を誘起させたことを
特徴とする。
FIG. 1 is an explanatory view of the principle configuration of the present invention. Referring to FIG. 1, means for solving the problems in the present invention will be described. See FIG. 1. (1) The present invention relates to an HgCdTe semiconductor
A plurality of n-type regions 2 are provided in the type HgCdTe layer 1 to form a photodiode array, and a negative fixed charge is applied between the coating film 6 between the n-type regions 2 and the p-type HgCdTe layer 1. And a p + -type region 5 is induced directly below the processing layer 4 having the negative fixed charge.

【0012】この様に、n型領域2の間の被覆膜6とp
型HgCdTe層1との間に、負の固定電荷を有する処
理層4を設けることにより、負の固定電荷を有する処理
層4の直下にp+ 型領域5が誘起され、このp+ 型領域
5がチャネル・ストップとして作用するので、クロスト
ーク及びリーク電流を低減することができる。
As described above, the coating film 6 between the n-type region 2 and the p-type
Between the type HgCdTe layer 1, by providing the processing layer 4 having a negative fixed charge, p + -type region 5 is induced immediately below the processing layer 4 having a negative fixed charge, the p + -type region 5 Acts as a channel stop, so that crosstalk and leakage current can be reduced.

【0013】なお、本明細書において、「負の固定電荷
を有する処理層」とは、処理層自体の中に負の固定電荷
を含む層、処理層とp型HgCdTe層1との界面に負
の固定電荷を有する層、及び、その両方の場合とを意味
する。
In the present specification, “a processing layer having a negative fixed charge” refers to a layer containing a negative fixed charge in the processing layer itself, or a negative layer at the interface between the processing layer and the p-type HgCdTe layer 1. , And both cases.

【0014】(2)また、本発明は、HgCdTe半導
体装置の製造方法において、p型HgCdTe層1に複
数のn型領域2からなるフォトダイオードアレイを形成
したのち、このn型領域2の間の領域を少なくともイオ
ン化した酸素を用いて表面処理し、少なくとも、イオン
化した酸素を用いて表面処理した領域を被覆膜6で覆う
ことを特徴とする。
(2) Further, according to the present invention, in a method of manufacturing a HgCdTe semiconductor device, a photodiode array including a plurality of n-type regions 2 is formed on a p-type HgCdTe layer 1 and then a space between the n-type regions 2 is formed. It is characterized in that the region is surface-treated with at least ionized oxygen, and at least the region that has been surface-treated with ionized oxygen is covered with the coating film 6.

【0015】この様に、n型領域2の間の領域を少なく
ともイオン化した酸素を用いて表面処理することによ
り、イオン化した酸素、即ち、酸素プラズマ、或いは、
酸素イオンを用いて表面処理した領域の表面には負の固
定電荷を有する処理層4が形成され、この負の固定電荷
を有する処理層4の直下にチャネル・ストップとなるp
+ 型領域5が形成されるが、従来の工程のように熱処理
工程を伴わないので、工程が簡素化され、且つ、p+
領域5の形成が確実になる。
As described above, the region between the n-type regions 2 is reduced.
Surface treatment using both ionized oxygen
Ionized oxygen, ie, oxygen plasma, or
The surface of the area treated with oxygen ions has a negative solid
A processing layer 4 having a constant charge is formed, and the negative fixed charge
P serving as a channel stop immediately below the processing layer 4 having
+Although the mold region 5 is formed, heat treatment is performed as in the conventional process.
Since no process is involved, the process is simplified, and p+Type
The formation of the region 5 is ensured.

【0016】(3)また、本発明は、上記(2)におい
て、イオン化した酸素を用いた表面処理が、酸素プラズ
マ処理であることを特徴とする。
(3) The present invention is characterized in that in (2), the surface treatment using ionized oxygen is an oxygen plasma treatment.

【0017】この様に、イオン化した酸素を用いた表面
処理として、酸素プラズマ処理を用いることにより、負
の固定電荷を有する処理層4を再現性良く、且つ、簡便
に形成することができる。
As described above, by using the oxygen plasma treatment as the surface treatment using the ionized oxygen, the treatment layer 4 having a negative fixed charge can be easily formed with good reproducibility.

【0018】(4)また、本発明は、HgCdTe半導
体装置の製造方法において、p型HgCdTe層1に複
数のn型領域2を設けてフォトダイオードアレイを形成
すると共に、このn型領域2の間の領域表面を酸により
表面処理したのち、少なくとも、酸により処理した領域
を被覆膜6で覆うことを特徴とする。
(4) Further, according to the present invention, in a method of manufacturing a HgCdTe semiconductor device, a plurality of n-type regions 2 are provided in a p-type HgCdTe layer 1 to form a photodiode array. After the surface of the region is surface-treated with an acid, at least the region treated with the acid is covered with a coating film 6.

【0019】この様に、n型領域2の間の領域を酸によ
り表面処理することにより、酸により表面処理した領域
の表面には負の固定電荷を有する処理層4が形成され、
この負の固定電荷を有する処理層4の直下にチャネル・
ストップとなるp+ 型領域5が形成されるが、従来の工
程のように熱処理工程を伴わないので、工程が簡素化さ
れ、且つ、p+ 型領域5の形成が確実になる。
As described above, by treating the region between the n-type regions 2 with an acid, a treatment layer 4 having a negative fixed charge is formed on the surface of the region surface-treated with the acid.
A channel is located immediately below the processing layer 4 having the negative fixed charge.
Although the p + -type region 5 serving as a stop is formed, a heat treatment step is not involved unlike the conventional process, so that the process is simplified and the formation of the p + -type region 5 is ensured.

【0020】(5)また、本発明は、上記(4)におい
て、酸による表面処理が、硫酸と水との混合液、また
は、硫酸と過塩素酸との混合液による表面処理であるこ
とを特徴とする。
(5) The present invention is characterized in that, in the above (4), the surface treatment with an acid is a surface treatment with a mixed solution of sulfuric acid and water or a mixed solution of sulfuric acid and perchloric acid. Features.

【0021】この様な負の固定電荷を有する処理層4を
形成するための酸による表面処理として、硫酸(H2
4 )と水の混合液、または、硫酸と過塩素酸(HCl
4)の混合液による表面処理を用いることにより、負
の固定電荷を有する処理層4を再現性良く、且つ、簡便
に形成することができる。
As a surface treatment with an acid for forming the treatment layer 4 having such a negative fixed charge, sulfuric acid (H 2 S
O 4 ) and water, or sulfuric acid and perchloric acid (HCl
By using the surface treatment with the mixed solution of O 4 ), the treatment layer 4 having a negative fixed charge can be easily formed with good reproducibility.

【0022】(6)また、本発明は、上記(4)または
(5)において、酸による表面処理が、保護膜3のパタ
ーニング工程として行われることを特徴とする。
(6) The present invention is characterized in that in (4) or (5) above, the surface treatment with an acid is performed as a patterning step of the protective film 3.

【0023】この様に、酸による表面処理を保護膜3の
パターニング工程として行うことにより、負の固定電荷
を有する処理層4を形成するための独自の工程が不要に
なり、製造工程を簡素化することができる。
As described above, by performing the surface treatment with an acid as a patterning step of the protective film 3, a unique step for forming the treatment layer 4 having a negative fixed charge is not required, and the manufacturing process is simplified. can do.

【0024】(7)また、本発明は、上記(2)乃至
(6)のいずれかにおいて、被覆膜6としてSiN膜を
用いたことを特徴とする。
(7) The present invention is characterized in that in any one of the above (2) to (6), a SiN film is used as the coating film 6.

【0025】この様に、被覆膜6としてSiN膜を用い
ることにより、pn接合を安定に保護することができ、
且つ、SiN膜/p型HgCdTe層1の界面状態を、
負の固定電荷を有する処理層4と共に再現性良く蓄積状
態にすることができる。
As described above, by using the SiN film as the coating film 6, the pn junction can be protected stably.
Further, the interface state of the SiN film / p-type HgCdTe layer 1 is
The accumulation state can be achieved with good reproducibility together with the processing layer 4 having a negative fixed charge.

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】本発明の第1の実施の形態を図2
及び図3を参照して説明する。なお、図2は、第1の実
施の形態の製造工程の説明図であり、また、図3は、第
1の実施の形態において形成される酸素プラズマ処理層
の作用の説明図である。
FIG. 2 shows a first embodiment of the present invention.
This will be described with reference to FIG. FIG. 2 is an explanatory diagram of the manufacturing process of the first embodiment, and FIG. 3 is an explanatory diagram of the function of the oxygen plasma processing layer formed in the first embodiment.

【0027】図2(a)参照 まず、p型HgCdTe層11に選択的にボロンをイオ
ン注入して複数n型領域12を形成してフォトダイオー
ドアレイを構成したのち、蒸着法により全面に厚さ10
00〜3000Å、例えば、2000ÅのZnS膜13
を保護膜として形成し、次いで、硫酸(H2 SO4 )と
水(H2 O)を容量比で1:1に混合したエッチング液
を用いてZnS膜13をパターニングして、チャネル・
ストップ形成領域14を開口する。
Referring to FIG. 2A, first, boron ions are selectively implanted into the p-type HgCdTe layer 11 to form a plurality of n-type regions 12, thereby forming a photodiode array. 10
A ZnS film 13 having a thickness of 00 to 3000 °, for example, 2000 °
Is formed as a protective film, and then the ZnS film 13 is patterned using an etching solution in which sulfuric acid (H 2 SO 4 ) and water (H 2 O) are mixed at a volume ratio of 1: 1 to form a channel.
The stop formation region 14 is opened.

【0028】図2(b)参照 次いで、電子サイクロトロン共鳴(ECR)プラズマ処
理装置を用いて、酸素ガスのみを流して5×10-4〜5
×10-3Torr、例えば、1×10-3Torrの圧
力、及び、室温〜100℃、例えば、室温の条件とした
酸素プラズマ15中において、3〜10分、例えば、5
分間処理することによって、p型HgCdTe層11の
露出表面に酸化に伴う薄い酸素プラズマ処理層16を形
成する。
Next, referring to FIG. 2 (b), using an electron cyclotron resonance (ECR) plasma processing apparatus, only oxygen gas is allowed to flow to 5 × 10 -4 to 5 × 10 -4.
3 to 10 minutes, for example, 5 × 10 −3 Torr, for example, at a pressure of 1 × 10 −3 Torr, and in an oxygen plasma 15 at room temperature to 100 ° C., for example, room temperature.
For a minute, a thin oxygen plasma treatment layer 16 is formed on the exposed surface of the p-type HgCdTe layer 11 due to oxidation.

【0029】図2(c)参照 次いで、ZnS膜13を除去したのち、CVD法によっ
て全面にSiN膜17を形成したのち、CF4 +O2
反応ガスとしたドライ・エッチングによってコンタクト
ホール18を形成し、n型領域12に対してはInをn
側電極(図示せず)として設け、p側電極(図示せず)
としてはAuを設ける。
Next, after the ZnS film 13 is removed, a SiN film 17 is formed on the entire surface by a CVD method, and then a contact hole 18 is formed by dry etching using CF 4 + O 2 as a reaction gas. Then, for n-type region 12, In is n
Provided as a side electrode (not shown), p-side electrode (not shown)
Is provided as Au.

【0030】この様な酸素プラズマ処理によって形成さ
れる酸素プラズマ処理層16中には、多くの負の固定電
荷が含まれると共に、酸素プラズマ処理層16とp型H
gCdTe層11との界面に多くの負の固定電荷が発生
すると考えられるので、酸素プラズマ処理層16の直下
に正孔が引き寄せられてp+ 型領域19が誘起され、こ
のp+ 型領域19がチャネル・ストップとなり、p型H
gCdTe層11との間に形成されるp/p+ 界面が電
位障壁となって電子の拡散を防止することになる。
The oxygen plasma processing layer 16 formed by such an oxygen plasma processing contains many negative fixed charges, and the oxygen plasma processing layer 16 and the p-type H
Since many of the negative fixed charge at the interface between gCdTe layer 11 is considered to be generated, holes are attracted p + -type region 19 directly below the oxygen plasma treatment layer 16 is induced, and this p + -type region 19 Channel stop, p-type H
The p / p + interface formed between the gCdTe layer 11 and the gCdTe layer 11 serves as a potential barrier to prevent electron diffusion.

【0031】図3(a)及び(b)参照 図3(b)は、図3(a)に示すように、酸素プラズマ
処理層16の上にSiN膜17を介してゲート電極20
を設けて形成したMIS容量の電圧依存性を示すもの
で、SiN膜17の容量C0 に対する容量Cの相対値を
表している。
3 (a) and 3 (b). FIG. 3 (b) shows the gate electrode 20 on the oxygen plasma treatment layer 16 via the SiN film 17 as shown in FIG. 3 (a).
Indicates the voltage dependence of the MIS capacitance formed by providing the capacitance C, and indicates the relative value of the capacitance C to the capacitance C 0 of the SiN film 17.

【0032】図から明らかな様に、酸素プラズマ処理層
16の存在により、C−V曲線が正電圧側にシフトして
おり、このことから酸素プラズマ処理層16の直下にp
+ 型領域が誘起されていることがわかる。
As is apparent from the figure, the CV curve shifts to the positive voltage side due to the presence of the oxygen plasma processing layer 16.
It can be seen that a + type region is induced.

【0033】この様に、本発明の第1の実施の形態によ
れば、付加的な熱処理工程を要することなく、p+ 型領
域19を形成することができるので、工程が簡素化され
ると共に、再現性が良好になる。
As described above, according to the first embodiment of the present invention, the p + -type region 19 can be formed without requiring an additional heat treatment step, so that the steps are simplified and , Reproducibility becomes good.

【0034】なお、上記の第1の実施の形態において
は、p+ 型領域19を誘起するために酸素プラズマ処理
を行っているが、酸素プラズマ処理に限られるものでは
なく、低加速電圧による酸素イオンのイオン注入処理を
用いても良いものである。
In the first embodiment, the oxygen plasma processing is performed to induce the p + -type region 19, but the present invention is not limited to the oxygen plasma processing, and is not limited to the oxygen plasma processing. An ion implantation process of ions may be used.

【0035】次いで、図4及び図5を参照して、本発明
の第2の実施の形態を説明する。 図4(a)参照 まず、p型HgCdTe層21に選択的にボロンをイオ
ン注入して複数n型領域22を形成してフォトダイオー
ドアレイを構成したのち、蒸着法により全面に厚さ10
00〜5000Å、例えば、2000ÅのZnS膜23
を保護膜として形成し、次いで、硫酸(H2 SO4 )と
水(H2 O)を容量比で1:1に混合したエッチング液
を用いてZnS膜23をパターニングしてpn接合を露
出させたのち、スパッタリング法によって厚さ全面に厚
さ1000〜5000Å、例えば、1000ÅのCdT
e膜24を堆積させる。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. First, as shown in FIG. 4A, a plurality of n-type regions 22 are formed by selectively ion-implanting boron into the p-type HgCdTe layer 21 to form a photodiode array.
A ZnS film 23 having a thickness of 00 to 5000 °, for example, 2000 °
Is formed as a protective film, and then the ZnS film 23 is patterned by using an etching solution in which sulfuric acid (H 2 SO 4 ) and water (H 2 O) are mixed at a volume ratio of 1: 1 to expose the pn junction. After that, CdT having a thickness of 1000 to 5000 Å, for example, 1000 に is formed on the entire surface by sputtering.
An e-film 24 is deposited.

【0036】なお、CdTe膜24はpn接合を保護す
るパッシベーション膜として適しており、且つ、ZnS
膜23に対する選択エッチングマスクとして適している
ものである。
The CdTe film 24 is suitable as a passivation film for protecting a pn junction,
This is suitable as a selective etching mask for the film 23.

【0037】図4(b)参照 次いで、フォトレジスト25のパターンをマスクとし
て、硝酸(HNO3 )と酢酸(CH3 COOH)とフッ
酸(HF)とを混合したエッチング液を用いてCdTe
膜24をエッチングして、コンタクトホールに対応する
開口部26及びチャネル・ストップに対応する開口部2
7を形成する。
Next, referring to FIG. 4B, using the pattern of the photoresist 25 as a mask, CdTe using an etching solution in which nitric acid (HNO 3 ), acetic acid (CH 3 COOH) and hydrofluoric acid (HF) are mixed.
The film 24 is etched to form openings 26 corresponding to contact holes and openings 2 corresponding to channel stops.
7 is formed.

【0038】図5(c)参照 次いで、フォトレジスト25を除去したのち、CdTe
膜24をマスクとして、硫酸(H2 SO4 )と水(H2
O)を容量比で1:1〜1:5、例えば、1:1に混合
したエッチング液を用いてZnS膜23をパターニング
してコンタクトホール29を形成すると共に、チャネル
・ストップ形成領域30を露出させる。
Referring to FIG. 5C, the photoresist 25 is removed, and then CdTe
Using the film 24 as a mask, sulfuric acid (H 2 SO 4 ) and water (H 2 SO 4 )
The contact hole 29 is formed by patterning the ZnS film 23 using an etching solution in which O) is mixed at a capacitance ratio of 1: 1 to 1: 5, for example, 1: 1 and the channel / stop formation region 30 is exposed. Let it.

【0039】このエッチング工程において、コンタクト
ホール29の露出表面及びチャネル・ストップ形成領域
30の表面には、酸化に伴う薄い酸処理層31が形成さ
れ、この薄い酸処理層31の厚さは、過剰エッチング時
間、即ち、ZnS膜23のパターニングに必要な時間以
上の時間に依存することになる。
In this etching step, a thin acid-treated layer 31 due to oxidation is formed on the exposed surface of the contact hole 29 and the surface of the channel / stop formation region 30, and the thickness of the thin acid-treated layer 31 is excessive. This depends on the etching time, that is, the time longer than the time required for patterning the ZnS film 23.

【0040】図5(d)参照 次いで、CVD法によって全面にSiN膜32を形成し
たのち、フォトレジストパターン(図示せず)をマスク
とし、CF4 +O2 を反応ガスとしたドライ・エッチン
グによってSiN膜32をパターニングすることによっ
て、酸処理層31を覆うようにSiN膜32を残存させ
る共に、コンタクトホール29を再び開口し、n型領域
22に対してはInをn側電極(図示せず)として設
け、p側電極(図示せず)としてはAuを設ける。な
お、コンタクトホール29の露出部表面に形成された酸
処理層31は、SiN膜32のパターニングの際に除去
される。
Next, after forming an SiN film 32 over the entire surface by the CVD method, the SiN film 32 is formed by dry etching using a photoresist pattern (not shown) as a mask and CF 4 + O 2 as a reaction gas. By patterning the film 32, the SiN film 32 is left so as to cover the acid treatment layer 31, the contact hole 29 is opened again, and In is applied to the n-type region 22 with an n-side electrode (not shown). And Au as the p-side electrode (not shown). The acid treatment layer 31 formed on the exposed surface of the contact hole 29 is removed when the SiN film 32 is patterned.

【0041】この様な硫酸(H2 SO4 )と水(H
2 O)を用いたエッチング処理によって形成される酸処
理層31中には、多くの負の固定電荷が含まれると共
に、酸処理層31とp型HgCdTe層21との界面に
多くの負の固定電荷が発生すると考えられるので、酸処
理層31の直下に正孔が引き寄せられてp+ 型領域33
が誘起され、このp+ 型領域33がチャネル・ストップ
となり、電子の拡散を防止することになる。
Such sulfuric acid (H 2 SO 4 ) and water (H
The acid treatment layer 31 formed by the etching process using 2 O) contains many negative fixed charges, and many negative fixation at the interface between the acid treatment layer 31 and the p-type HgCdTe layer 21. Since it is considered that an electric charge is generated, holes are attracted directly below the acid-treated layer 31 and the p + -type region 33 is formed.
Is induced, and this p + type region 33 becomes a channel stop, thereby preventing diffusion of electrons.

【0042】この様に、本発明の第2の実施の形態によ
れば、付加的な熱処理工程を要することなく、p+ 型領
域33を形成することができるので、工程が簡素化され
ると共に、再現性が良好になり、さらに、チャネル・ス
トップ形成領域30の露出工程と酸処理層31の形成工
程とが同じ工程であるので、負の固定電荷を有する処理
層を形成するための独自の工程が不要になる。
As described above, according to the second embodiment of the present invention, the p + -type region 33 can be formed without requiring an additional heat treatment step. Since the reproducibility is improved and the step of exposing the channel / stop formation region 30 and the step of forming the acid treatment layer 31 are the same step, a unique process for forming a treatment layer having a negative fixed charge is performed. The process becomes unnecessary.

【0043】なお、上記の第2の実施の形態において
は、ZnS膜23の第2のエッチング工程を硫酸と水を
用いて行っているが、硫酸と水との混合液に限られるも
のではなく、硫酸(H2 SO4 )と過塩素酸(HClO
4 )を容量比で1:1〜1:5、例えば、1:1に混合
したエッチング液を用いても良いものである。
In the second embodiment, the second etching step of the ZnS film 23 is performed using sulfuric acid and water. However, the present invention is not limited to a mixed solution of sulfuric acid and water. , Sulfuric acid (H 2 SO 4 ) and perchloric acid (HClO)
An etching solution in which 4 ) is mixed in a volume ratio of 1: 1 to 1: 5, for example, 1: 1 may be used.

【0044】また、上記の第2の実施の形態において
は、CdTe膜24を用いているが、必ずしも必要では
なく、pn接合を露出させる工程を省いてZnS膜23
にコンタクトホール及びチャネル・ストップ形成領域に
対応する開口部を直接エッチングしても良く、その際に
酸処理層31を形成すれば良い。
In the second embodiment, the CdTe film 24 is used. However, the CdTe film 24 is not always necessary. The step of exposing the pn junction is omitted and the ZnS film 23 is omitted.
The opening corresponding to the contact hole and the channel / stop formation region may be directly etched, and the acid treatment layer 31 may be formed at that time.

【0045】また、上記の第2の実施の形態において
は、CdTe膜24のパターニング工程において、硝酸
(HNO3 )と、酢酸(CH3 COOH)とフッ酸(H
F)との混合液を用いているが、このウェット・エッチ
ング工程は必ずしも精度の良いものではないので、H2
+ArまたはCH4 +Arを反応ガスとするドライ・エ
ッチングを用いても良いものである。
In the second embodiment, in the patterning step of the CdTe film 24, nitric acid (HNO 3 ), acetic acid (CH 3 COOH) and hydrofluoric acid (H
F) is used, but since this wet etching step is not always accurate, H 2
Dry etching using + Ar or CH 4 + Ar as a reaction gas may be used.

【0046】また、上記の各実施の形態においては、p
型HgCdTe層11,21は実際にはCdTe基板上
にエピタキシャル成長させたものであり、そのCd比は
0.2であるが、検出対象の赤外線の波長に応じて適宜
変更されるものであり、また、シリコン信号処理回路基
板と共にハイブリッド的に赤外線検出装置を構成する場
合には、Inバンプを用いて両方の基板を貼り合わせる
ことになる。
In each of the above embodiments, p
The type HgCdTe layers 11 and 21 are actually grown epitaxially on a CdTe substrate, and the Cd ratio is 0.2, but is appropriately changed according to the wavelength of infrared light to be detected. In the case where the infrared detection device is configured to be hybrid with the silicon signal processing circuit board, the two boards are bonded to each other using the In bump.

【0047】[0047]

【発明の効果】本発明によれば、フォトダイオード間を
電気的に分離するためのチャネル・ストップを付加的な
熱処理工程を伴うことなく、且つ、簡単な工程で形成す
ることができるので、製造工程が簡素化される共に、チ
ャネル・ストップを確実に再現性良く形成することがで
き、高解像度の赤外線固体撮像装置を実現することがで
きる。
According to the present invention, a channel stop for electrically isolating photodiodes can be formed by a simple process without an additional heat treatment process. In addition to simplifying the process, the channel stop can be reliably formed with good reproducibility, and a high-resolution infrared solid-state imaging device can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の原理的構成の説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram of a basic configuration of the present invention.

【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。
FIG. 2 is an explanatory diagram of a manufacturing process according to the first embodiment of the present invention.

【図3】酸素プラズマ処理層の作用の説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of an operation of an oxygen plasma processing layer.

【図4】本発明の第2の実施の形態の途中までの製造工
程の説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram of a manufacturing process partway through a second embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第2の実施の形態の図4以降の製造工
程の説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram of a manufacturing process after FIG. 4 according to the second embodiment of the present invention.

【図6】従来のHgCdTeフォトダイオードアレイの
説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram of a conventional HgCdTe photodiode array.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 p型HgCdTe層 2 n型領域 3 保護膜 4 負の固定電荷を有する処理層 5 p+ 型領域 6 被覆膜 11 p型HgCdTe層 12 n型領域 13 ZnS膜 14 チャネル・ストップ形成領域 15 酸素プラズマ 16 酸素プラズマ処理層 17 SiN膜 18 コンタクトホール 19 p+ 型領域 20 ゲート電極 21 p型HgCdTe層 22 n型領域 23 ZnS膜 24 CdTe膜 25 フォトレジスト 26 コンタクトホールに対応する開口部 27 チャネル・ストップに対応する開口部 28 H2 SO4 +H2 Oエッチング液 29 コンタクトホール 30 チャネル・ストップ形成領域 31 酸処理層 32 SiN膜 33 p+ 型領域 41 p型HgCdTe層 42 n型領域 43 p+ 型領域 44 ZnS膜 45 n側電極 46 n+ 型領域 47 金属格子Reference Signs List 1 p-type HgCdTe layer 2 n-type region 3 protective film 4 processing layer having negative fixed charge 5 p + -type region 6 coating film 11 p-type HgCdTe layer 12 n-type region 13 ZnS film 14 channel stop formation region 15 oxygen Plasma 16 Oxygen plasma treatment layer 17 SiN film 18 Contact hole 19 p + -type region 20 Gate electrode 21 p-type HgCdTe layer 22 n-type region 23 ZnS film 24 CdTe film 25 Photoresist 26 Opening corresponding to contact hole 27 Channel stop 28 H 2 SO 4 + H 2 O etching solution 29 contact hole 30 channel stop formation region 31 acid treatment layer 32 SiN film 33 p + -type region 41 p-type HgCdTe layer 42 n-type region 43 p + -type region 44 ZnS film 45 n-side electrode 46 n + -type region 4 Metal grid

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 p型HgCdTe層に複数のn型領域を
設けてフォトダイオードアレイを形成すると共に、前記
n型領域の間の被覆膜と前記p型HgCdTe層との間
に、負の固定電荷を有する処理層を設け、前記負の固定
電荷を有する処理層の直下にp+ 型領域を誘起させたこ
とを特徴とするHgCdTe半導体装置。
A photodiode array is formed by providing a plurality of n-type regions in a p-type HgCdTe layer, and a negative fixing is provided between a coating film between the n-type regions and the p-type HgCdTe layer. An HgCdTe semiconductor device, comprising: a treatment layer having a charge; and a p + -type region induced just below the treatment layer having a negative fixed charge.
【請求項2】 p型HgCdTe層に複数のn型領域か
らなるフォトダイオードアレイを形成したのち、前記n
型領域の間の領域をイオン化した酸素を用いて表面処理
し、少なくとも、前記イオン化した酸素を用いて表面処
理した領域を被覆膜で覆うことを特徴とするHgCdT
e半導体装置の製造方法。
2. After forming a photodiode array composed of a plurality of n-type regions in a p-type HgCdTe layer,
HgCdT wherein a region between the mold regions is surface-treated with ionized oxygen, and at least a region surface-treated with the ionized oxygen is covered with a coating film.
e Method for manufacturing semiconductor device.
【請求項3】 上記イオン化した酸素を用いた表面処理
が、酸素プラズマ処理であることを特徴とする請求項2
記載のHgCdTe半導体装置の製造方法。
3. The method according to claim 2, wherein the surface treatment using the ionized oxygen is an oxygen plasma treatment.
The manufacturing method of the HgCdTe semiconductor device described in the above.
【請求項4】 p型HgCdTe層に複数のn型領域か
らなるフォトダイオードアレイを形成したのち、前記n
型領域の間の領域を酸により表面処理したのち、少なく
とも、前記酸により処理した領域を被覆膜で覆うことを
特徴とするHgCdTe半導体装置の製造方法。
4. After forming a photodiode array composed of a plurality of n-type regions on a p-type HgCdTe layer,
A method of manufacturing a HgCdTe semiconductor device, comprising: after treating a region between mold regions with an acid, covering at least the region treated with the acid with a coating film.
【請求項5】 上記酸による表面処理が、硫酸と水との
混合液、または、硫酸と過塩素酸との混合液による表面
処理であることを特徴とする請求項4記載のHgCdT
e半導体装置の製造方法。
5. The HgCdT according to claim 4, wherein the surface treatment with the acid is a mixture of sulfuric acid and water or a mixture of sulfuric acid and perchloric acid.
e Method for manufacturing semiconductor device.
【請求項6】 上記酸による表面処理が、保護膜のパタ
ーニング工程として行われることを特徴とする請求項4
または5に記載のHgCdTe半導体装置の製造方法。
6. The method according to claim 4, wherein the surface treatment with the acid is performed as a step of patterning a protective film.
Or the method for manufacturing a HgCdTe semiconductor device according to 5.
【請求項7】 上記被覆膜として、SiN膜を用いたこ
とを特徴とする請求項2乃至6のいずれか1項に記載の
HgCdTe半導体装置の製造方法。
7. The method for manufacturing a HgCdTe semiconductor device according to claim 2, wherein an SiN film is used as the coating film.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100429387B1 (en) * 2002-01-22 2004-04-29 국방과학연구소 Manufacturing method for infrared detector
JP2006073575A (en) * 2004-08-31 2006-03-16 National Univ Corp Shizuoka Univ Radiation detector

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100429387B1 (en) * 2002-01-22 2004-04-29 국방과학연구소 Manufacturing method for infrared detector
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