JPS60140879A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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- JPS60140879A JPS60140879A JP58250059A JP25005983A JPS60140879A JP S60140879 A JPS60140879 A JP S60140879A JP 58250059 A JP58250059 A JP 58250059A JP 25005983 A JP25005983 A JP 25005983A JP S60140879 A JPS60140879 A JP S60140879A
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- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 19
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/0232—Optical elements or arrangements associated with the device
- H01L31/02327—Optical elements or arrangements associated with the device the optical elements being integrated or being directly associated to the device, e.g. back reflectors
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- H01L31/08—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors
- H01L31/10—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors characterised by at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. phototransistors
- H01L31/101—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation
- H01L31/102—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by only one potential barrier or surface barrier
- H01L31/108—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by only one potential barrier or surface barrier the potential barrier being of the Schottky type
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（１１発明の技術分野
本発明は半導体装置、詳しくは感度が向上し不感光領域
が減少したショットキ接合形赤外線感知装置に関する。
が減少したショットキ接合形赤外線感知装置に関する。
（２）技術の背景
第１図の断面図で示されるショットキ接合形赤外線検知
装置のための画素が知られており、図において、１はｐ
型シリコン基板、２は白金（Ｐｔ）または金（Ａｕ）の
ショットキ電極を示す。図示の画素は波長３〜５μｍ帯
の赤外線検知手段として（１） 使用されるもので、ショットキ電極２は約０．２５ｅＶ
の障壁を形成し赤外光ｈνが入射すると光電流が発生ず
る。そのときに作られた光電流を検出して赤外線検知が
なされる。図示の画素が室温中におかれると、熱的に励
起される暗電流によってショットキ電極で発生する光電
流が埋もれてしまい赤外光の検知ができなくなるので、
図示の装置は窒素温度（７７Ｋ ）で用いられる。
装置のための画素が知られており、図において、１はｐ
型シリコン基板、２は白金（Ｐｔ）または金（Ａｕ）の
ショットキ電極を示す。図示の画素は波長３〜５μｍ帯
の赤外線検知手段として（１） 使用されるもので、ショットキ電極２は約０．２５ｅＶ
の障壁を形成し赤外光ｈνが入射すると光電流が発生ず
る。そのときに作られた光電流を検出して赤外線検知が
なされる。図示の画素が室温中におかれると、熱的に励
起される暗電流によってショットキ電極で発生する光電
流が埋もれてしまい赤外光の検知ができなくなるので、
図示の装置は窒素温度（７７Ｋ ）で用いられる。
そのためには第２図に側断面図で示される装置が用いら
れる。同図以下において既に図示された部分と同じ部分
は同一符号を付して表示するとして、１１は第１図の画
素によって構成される赤外光検知素子、１２は金属製の
液体窒素容器、１３は真空容器で、第１図に示したシリ
コン基板１は前記した７７にの真空中に配置されたこと
になる。なお図において、１４は赤外光検知素子１１を
支える台、１５はショットキ電極２に接続されたリード
線、１６は赤外光を通す窓を示す。
れる。同図以下において既に図示された部分と同じ部分
は同一符号を付して表示するとして、１１は第１図の画
素によって構成される赤外光検知素子、１２は金属製の
液体窒素容器、１３は真空容器で、第１図に示したシリ
コン基板１は前記した７７にの真空中に配置されたこと
になる。なお図において、１４は赤外光検知素子１１を
支える台、１５はショットキ電極２に接続されたリード
線、１６は赤外光を通す窓を示す。
赤外光検知素子１１は第３図に模式的に平面図で、簡明
のため３×３個の画素１をもつものとして示（２） され、同図において、２１は垂直レジスタ、２２は水平
レジスタを示し、これらはいずれも電荷結合デバイス（
Ｃｈａｒｇｅ−Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ、 ＣＣ
Ｄ）によって作られ、両者が合して読出しレジスタを構
成する。信号は増幅器２３によっ°ζ増幅され出力端２
４で検知される。各列の画素１相互間の距離は５μｍ、
また各列の間の垂直レジスタ１２が配置される部分の距
離は２０μｍ程度に設定され、また画素は５０μｍ口の
大きさに作られる。
のため３×３個の画素１をもつものとして示（２） され、同図において、２１は垂直レジスタ、２２は水平
レジスタを示し、これらはいずれも電荷結合デバイス（
Ｃｈａｒｇｅ−Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ、 ＣＣ
Ｄ）によって作られ、両者が合して読出しレジスタを構
成する。信号は増幅器２３によっ°ζ増幅され出力端２
４で検知される。各列の画素１相互間の距離は５μｍ、
また各列の間の垂直レジスタ１２が配置される部分の距
離は２０μｍ程度に設定され、また画素は５０μｍ口の
大きさに作られる。
（３）従来技術と問題点
第１図に戻ると、ショソ］・生電極２に入射する赤外光
は検知されるが、電極２の間の部分に入る赤外光はシリ
コン基板１を通り抜けるだけで全く検知されない。従っ
て、図にＳで示す領域は感光領域、Ｎで示す領域は不感
光領域となる。そして従来はこの不感光領域に前記した
ＣＣＤが形成されていた。
は検知されるが、電極２の間の部分に入る赤外光はシリ
コン基板１を通り抜けるだけで全く検知されない。従っ
て、図にＳで示す領域は感光領域、Ｎで示す領域は不感
光領域となる。そして従来はこの不感光領域に前記した
ＣＣＤが形成されていた。
１画素において、感光部と画素を構成するセル面積との
比はフィルファクタと呼称されるが（フィルファクター
（実効受光部面積）／（基本セル（３） 面積））、従来の画素においては本質的にフィルファク
タ〈１００％であった。また、感光領域Ｓが第４図の平
面図に示される如く方形の中央にあり、そのまわりが不
感光領域Ｎで囲まれている場合、不感光領域Ｎの面積は
外縁部を占める関係でかなり大なる値をとり、フィルフ
ァクタ値はかなり小になる。
比はフィルファクタと呼称されるが（フィルファクター
（実効受光部面積）／（基本セル（３） 面積））、従来の画素においては本質的にフィルファク
タ〈１００％であった。また、感光領域Ｓが第４図の平
面図に示される如く方形の中央にあり、そのまわりが不
感光領域Ｎで囲まれている場合、不感光領域Ｎの面積は
外縁部を占める関係でかなり大なる値をとり、フィルフ
ァクタ値はかなり小になる。
ところで、発光体が数ｋｍから１０ｋｍ程度遠くにある
場合、発光体からの赤外光は点光源からの光となって画
素に平行に入ってくる。そしてその発光体からの赤外光
が不感光領域Ｎに入ると、その発光体が見失われること
になる。
場合、発光体からの赤外光は点光源からの光となって画
素に平行に入ってくる。そしてその発光体からの赤外光
が不感光領域Ｎに入ると、その発光体が見失われること
になる。
そこで、遠くにある発光体からの赤外光を、感度良く、
かつ、不感光ＪｆＭ域を減少して当該発光体の検知が中
断することのないような赤外線検知装置が要望されてい
る。
かつ、不感光ＪｆＭ域を減少して当該発光体の検知が中
断することのないような赤外線検知装置が要望されてい
る。
（４）発明の目的
本発明は上記従来の問題に鑑み、シリコン基板上に金属
電極が形成されてなるショットキ接合形赤外線検知装置
において、フィルファクタを１００（４） ％にし、感度が向上せしめられた画素を提供することを
目的とする。
電極が形成されてなるショットキ接合形赤外線検知装置
において、フィルファクタを１００（４） ％にし、感度が向上せしめられた画素を提供することを
目的とする。
（５）発明の構成
そしてこの目的は本発明によれば、半導体基板上に形成
したショットキ接合形赤外線検知装置において、感光領
域に形成されたショットキ電極の形成面とは逆の面に入
射赤外光を屈折させる屈折領域を設りたことを特徴とす
る半導体装置を提供することによって達成される。
したショットキ接合形赤外線検知装置において、感光領
域に形成されたショットキ電極の形成面とは逆の面に入
射赤外光を屈折させる屈折領域を設りたことを特徴とす
る半導体装置を提供することによって達成される。
（６）発明の実施例
以下本発明実施例を図面によって詳説する。
本発明者は、素子が使用においては真空中に配置され、
真空中とシリコン基板の屈折率はそれぞれｎ（真空）−
１、ｎ （シリコン）−３，４である事実に着目し、入
射赤外光を屈折させ画素の感光領域に築光する装置を提
供する。
真空中とシリコン基板の屈折率はそれぞれｎ（真空）−
１、ｎ （シリコン）−３，４である事実に着目し、入
射赤外光を屈折させ画素の感光領域に築光する装置を提
供する。
本発明の実施例を第５図の断面図に示す。この実施例に
おいては、シリコン基Ｆｊ、１の不感光領域Ｎの裏の部
分に赤外光屈折領域としてＶ溝３を形成し、屈折率の差
によるレンズ作用で不感光領域（５） Ｎへ入射しない構造とした。
おいては、シリコン基Ｆｊ、１の不感光領域Ｎの裏の部
分に赤外光屈折領域としてＶ溝３を形成し、屈折率の差
によるレンズ作用で不感光領域（５） Ｎへ入射しない構造とした。
■溝３の形成は実際に次の手順で行った。結晶方位（１
００）のシリコン基板１をアルカリ系のエソチンダ液例
えばヒドラジンでエツチングを行うと、角度７０℃を頂
点とする二等辺三角形の■溝が形成される。入射赤外光
はシリコン基板に対し垂直に入射するから、■溝３の部
分での■で示す入射角は５５°である。この場合の入射
光の径路は、第５図を上下逆にした第６図に示す如くに
なる。
００）のシリコン基板１をアルカリ系のエソチンダ液例
えばヒドラジンでエツチングを行うと、角度７０℃を頂
点とする二等辺三角形の■溝が形成される。入射赤外光
はシリコン基板に対し垂直に入射するから、■溝３の部
分での■で示す入射角は５５°である。この場合の入射
光の径路は、第５図を上下逆にした第６図に示す如くに
なる。
シリコンの屈折率は３．４であるから、シリコン基板１
へのαで示す入射角は１４°となり、シリコン基板１に
垂直に入射した赤外光ｈνはβで示す４１°屈折される
。このようにして、■溝３に入射した赤外光は感光領域
Ｓに入射する。なお角γは■溝の頂点の角７０°を示す
。
へのαで示す入射角は１４°となり、シリコン基板１に
垂直に入射した赤外光ｈνはβで示す４１°屈折される
。このようにして、■溝３に入射した赤外光は感光領域
Ｓに入射する。なお角γは■溝の頂点の角７０°を示す
。
１例として、５０μｍ×５０μｍの基本セル（画素）の
場合について、シリコン基板１を作るウェハの厚さを検
討する。セルの間の不感光領域（分離幅）ａを１０μｍ
に設定すると、■溝３の深さｄは７．２μｍとなる。■
溝に入射し屈折した赤外光が隣接（６） 基本セルに入射しないようにする必要があるので、第７
図に示す２点に入射した赤外光がＱ点を通過するに要す
るシリコン基板の厚みｔをめると、それは４６μｍとな
る。故に、６で示す５０μｍ角、ａで示す１０μｍ分離
幅のアレイを形成するにば、シリコン基板従ってウェハ
の厚みｔを４６μｍ以下にしなければならない。
場合について、シリコン基板１を作るウェハの厚さを検
討する。セルの間の不感光領域（分離幅）ａを１０μｍ
に設定すると、■溝３の深さｄは７．２μｍとなる。■
溝に入射し屈折した赤外光が隣接（６） 基本セルに入射しないようにする必要があるので、第７
図に示す２点に入射した赤外光がＱ点を通過するに要す
るシリコン基板の厚みｔをめると、それは４６μｍとな
る。故に、６で示す５０μｍ角、ａで示す１０μｍ分離
幅のアレイを形成するにば、シリコン基板従ってウェハ
の厚みｔを４６μｍ以下にしなければならない。
（７）発明の効果
以上詳細に説明した如く本発明によれば、ショットキ接
合形赤外線検知装置において入射赤外光を有効に感光領
域であるショットキ電極に集光できるので、感度の向上
および不感光領域の減少に効果があり、フィルファクタ
（実効受光部面積／基本セル面積）１００％の赤外線検
知器を提供することが可能になる。なお上記実施例にお
いては赤外光屈折領域としてＶ溝を形成したが、本発明
の適用範囲はその場合に限定されるものでなく、レンス
の如きその他の構造とした場合にも及ぶものである。
合形赤外線検知装置において入射赤外光を有効に感光領
域であるショットキ電極に集光できるので、感度の向上
および不感光領域の減少に効果があり、フィルファクタ
（実効受光部面積／基本セル面積）１００％の赤外線検
知器を提供することが可能になる。なお上記実施例にお
いては赤外光屈折領域としてＶ溝を形成したが、本発明
の適用範囲はその場合に限定されるものでなく、レンス
の如きその他の構造とした場合にも及ぶものである。
（７）
第１図は従来の赤外線検知装置のショットキ接合形光外
線検知用の画素の断面図、第２図は赤外線検知装置の側
断面図、第３図は赤外光検知体の平面図、第４図は画素
の１例の平面図、第５図は本発明実施例の断面図、第６
図と第７図は第５図の実施例の操作原理を示す断面図で
ある。 １−シリコン基板、２−ショットキ電極、３− Ｖ溝 （８） 第１図 第２図 第３図 第４図 １ 第５図 ３ ＠６［１＆ ３゜ □［′μ牟 第７図 −，ＱＱＲ−
線検知用の画素の断面図、第２図は赤外線検知装置の側
断面図、第３図は赤外光検知体の平面図、第４図は画素
の１例の平面図、第５図は本発明実施例の断面図、第６
図と第７図は第５図の実施例の操作原理を示す断面図で
ある。 １−シリコン基板、２−ショットキ電極、３− Ｖ溝 （８） 第１図 第２図 第３図 第４図 １ 第５図 ３ ＠６［１＆ ３゜ □［′μ牟 第７図 −，ＱＱＲ−
Claims (1)
- 半導体基板上に形成したショットキ接合形赤外線検知装
置において、感光領域に形成されたショットキ電極の形
成面とは逆の面に入射赤外光を屈折させる屈折領域を設
けたことを特徴とする半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58250059A JPS60140879A (ja) | 1983-12-28 | 1983-12-28 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58250059A JPS60140879A (ja) | 1983-12-28 | 1983-12-28 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60140879A true JPS60140879A (ja) | 1985-07-25 |
Family
ID=17202184
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58250059A Pending JPS60140879A (ja) | 1983-12-28 | 1983-12-28 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60140879A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5013670A (en) * | 1986-09-18 | 1991-05-07 | Canon Kabushiki Kaisha | Photoelectric converter |
| EP0892287A2 (en) * | 1997-07-15 | 1999-01-20 | Hewlett-Packard Company | Enhanced light collection efficiency sensor with microlens array |
| KR100867106B1 (ko) | 2007-08-13 | 2008-11-06 | 쌍신전자통신주식회사 | 광 감지용 반도체 소자 및 이것의 제조방법 |
-
1983
- 1983-12-28 JP JP58250059A patent/JPS60140879A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5013670A (en) * | 1986-09-18 | 1991-05-07 | Canon Kabushiki Kaisha | Photoelectric converter |
| EP0892287A2 (en) * | 1997-07-15 | 1999-01-20 | Hewlett-Packard Company | Enhanced light collection efficiency sensor with microlens array |
| EP0892287A3 (en) * | 1997-07-15 | 2000-03-08 | Hewlett-Packard Company | Enhanced light collection efficiency sensor with microlens array |
| KR100867106B1 (ko) | 2007-08-13 | 2008-11-06 | 쌍신전자통신주식회사 | 광 감지용 반도체 소자 및 이것의 제조방법 |
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