JPS61214462A - 配列型赤外線検知器 - Google Patents

配列型赤外線検知器

Info

Publication number
JPS61214462A
JPS61214462A JP60053478A JP5347885A JPS61214462A JP S61214462 A JPS61214462 A JP S61214462A JP 60053478 A JP60053478 A JP 60053478A JP 5347885 A JP5347885 A JP 5347885A JP S61214462 A JPS61214462 A JP S61214462A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
type
substrate
cdte
infrared detector
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP60053478A
Other languages
English (en)
Inventor
Yukihiko Maejima
前島 幸彦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP60053478A priority Critical patent/JPS61214462A/ja
Publication of JPS61214462A publication Critical patent/JPS61214462A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor 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
    • H01L31/08Semiconductor 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
    • H01L31/10Semiconductor 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 potential barriers, e.g. phototransistors
    • H01L31/101Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation
    • H01L31/102Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by only one potential barrier
    • H01L31/103Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by only one potential barrier the potential barrier being of the PN homojunction type
    • H01L31/1032Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by only one potential barrier the potential barrier being of the PN homojunction type the devices comprising active layers formed only by AIIBVI compounds, e.g. HgCdTe IR photodiodes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components 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
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures
    • H01L27/148Charge coupled imagers
    • H01L27/14875Infrared CCD or CID imagers
    • H01L27/14881Infrared CCD or CID imagers of the hybrid type

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Light Receiving Elements (AREA)

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はエピタキシャル成長した半導体を用いた配列型
赤外線検知器の構造に関するものである。
〔従来技術とその問題点〕
HgCdTeを用いた赤外線検知器において、エピタキ
シャル成長(気相、液相、分子線)したHgCdTe単
結晶を用いる場合には、基板としてCdTe単結晶が広
く用いられている。CdTeが用いられる理由としては
、例えばHgo、8CdO,2Teを成長させる場合に
は格子定数の違いが、0.3%程度の為、比較的整合性
が良好で良質結晶が得られる事、また、抵抗率はHgo
、ec do、2Teの0.01Ω”cm程度に対して
CdTeは108Ω・cI11程度の為、絶縁基板とし
て扱える事等がある。
CdTe基板上にエピタキシャル成長したHgCdTe
結晶を利用したデバイス形態としては、特に重要なもの
に配列型光起電力検知器と5iCCD(電荷結合素子)
あるいはMOSスイッチング素子を接続したハイブリッ
ド構成がある。その代表的な構成としてはニス・ピー・
アイ・イー〔S、P、1.E、 443 (1983)
 120 ) 、アイ・イー・イー・イー、トランスア
クションズ オン エレクトロン デバイス形態(1,
E、E、E、 Transactions on旧ec
tron Devices ED−27(1980) 
154 )に発表されたものがある。これらによる構成
例の断面図を、第3図に示す。第3図において、lはC
dTe、3はHgr−xCdXT e (x値は普通0
.2か0、3) 、4はn型HgCdT、、5はZnS
6はp側電極、7はn側電極、8はSiのプロセッサす
なわち、CCD又はMOSスイッチアレイである。この
場合、図中下側にCdTe基板1がある為、下側から電
極は一切とれず、p側は各素子間で共通の基板3となっ
ており、n側電極7を個々にとってSiプロセッサ8に
接続している。
また、この場合にはp側電極6はp型基板3の一箇所だ
けからとり、赤外光は図中下側、すなわちCdTe基板
l側から入射させる事になる。
第3図の様な構造の配列型赤外線検知器の欠点としては
、インフラレッド・フィツクス(Infrared P
hysics 21  (1981) 301 )に述
べられている様に、解像度を良くできないという事があ
る。この理由は簡単には以下の様である。すなわち、C
dTe側から入射した赤外光はp型HgCdTeの比較
的CdTeに近い側で吸収され過剰キャリアが生成され
る。この過剰キャリアが、pn接合まで拡散していって
出力に寄与する訳であるが、この時、拡散は第3図中上
下方向だけに起きる訳ではなく、左右方向にも起こる。
従って、隣のpn接合まで拡散していくといった場合が
起き、素子間クロストークが生じ解像度が劣化する。例
えばHgo、5Cdo、2Teを用いた波長10.um
帯の赤外線検知器を考えた場合、p型では過剰キャリア
拡散長は数10〜1100IJ程度であり、素子間隔が
この長さ以下の時にクロストークが生ずる。
従って第3図の構造では素子間隔が小さく、解像度の良
好な配列型検知器は作れないという欠点がある。
上記の欠点を克服する為には各素子がp型基板で完全に
分離している事が必要である。しかし、p型基板で各素
子が分離しているとn側だけでなくp側の電極も各素子
ごとにとらなければならない為に配線の数が倍増する。
これを同一の面、すなわち第3図中でHgCdTeのあ
る側の面でとると構成が極めて複雑になり、製作は困難
である。
特に2次元の配列型検知器を考えた場合、この影響は極
めて大きい。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、CdTe等の基板の上にエピタキシャ
ル成長したHgCdTeを用いた配列型赤外線検知器に
おいて、良好な解像度、配線の簡易さを兼ね備えた配列
型赤外線検知器を得る事にある。
〔発明の構成〕
その目的を達成する為、本発明は配列型赤外線検知器に
おいて、CdTeないしCdI−yZnyTeZn上に
2値が0.13以下であるHg1−2Cd2Te層と赤
外線検知部となるHg+−xcdXTeのp型層及びn
型層が順次形成されて成る素子が互いに分離して配列さ
れ、各素子において前記基板側から前記Hgr−zCd
z T e層に達する穴を開け、コノ穴を介して前記H
gr−zc dz T ertlに電極を付けた事を特
徴としている。
〔実施例〕
以下、第1図、第2図に従って本発明の実施例について
説明する。第1図は一実施例を示す断面図であり、1は
CdTe基板、2はHgo、57CdO,13T”のエ
ピタキシャル層、3はHg o、e Cd O,2Te
のp型エピタキシャル層、4はHg o、a Cd O
,2Teのn型層、5はZnS、6はp側電極、7はn
側電極であり、波長10μm程度の配列型赤外線検知器
となっている。この検知器の特徴はCdTe基板上に)
[g O,8? Cd 6.13 T eをエピタキシ
ャル成長させ、その上に赤外線検知部となるHg0JC
dO,2Teを成長させ、CdTe基板に穴をあけてp
側のHgo、5Cd(1,2Teから電極をとり出した
事である。
第2図はこの検知器の製造工程を示した図である。まず
、第2図(1)に示す様に、CdTe基板1上にHgo
、a7Cdo、+3T 8層2をエピタキシャル成長(
気相、液相、分子線等)させる、さらにその上に、第2
図(2)に示す様に、検知部となるp型のHgo、aC
do、2T e層3を同様にエピタキシャル成長させる
0次に、第2図(3)に示す様に、エツチング等の方法
で素子となりうる部分の外側のHgo、s7Cdo、+
3T 8層2、p型層 g O,8Cd g、2 T 
6層3を除去する。この工程で素子分離が行われる。次
に、第2図(4)に示す様に、CdTe基板上にイオン
ミリング、エツチング等の方法を用いてHgo、87 
Cdo、+3T 6層2に達する穴を開け、第2図(5
)に示す様に、この穴にスパッタリング等の方法でp側
の電極6を付ける。
次に、第2図(6)に示す様に、n型層4をイオン注入
又はエピタキシャル成長によって作り、第2図(7)に
示す様に、絶縁、かつ結晶表面保護の為にZnS膜5を
付け、最後に第2図(8)に示す様に、n側電極7を付
ける。
この方法におけるH go、s7Cdg、13 T 6
層2の作用を以下に述べる。混晶半導体であるH g 
r−x CdxTeは、例えばセミコンダクターズ ア
ンドセミメタルズ 第18巻(Semiconduct
ors andSemiIIIetals Vol、1
8 (1981) Academic Press)で
述べられている様に、そのX値、すなわちCdの組成比
や温度によってエネルギーギャップが変化する。HgC
dTeを用いた赤外線検知器は通常液体窒素で冷却して
使用され、その時の温度は77にである。この温度での
Hgo、a7Cdo、+コT eのエネルギーギャップ
は零eVであり、Xが0613以下の時、Hg+−xC
dxT eは半導体とはいえず、通常の導体となる。従
って、n側電極6は導体を介してp型層 go、ac 
d(1,2T 6層3と接している事になり、第1図の
構造においてCdTe側からp型の電極がとれる事にな
る。もしHgo、s7Cd 1)、13 T 6層2が
無く、n側電極6を直接p型Hgo、ac d(1,2
T 6層3に接触させると、穴を開ける際にこの層に結
晶欠陥を生じさせ、検知器の特性に悪影響を与る。また
、検知器が良好な特性を得るにはp型層3の厚さは数1
0μm程度が好ましく、この場合には穴を開ける際の深
さの許容誤差は10μm以下が必要となる。しかし、本
発明によれば、Hgo、av Cdo、+3T 6層2
を充分厚くすれば、この層に欠陥を生ずるだけであり、
検出部となるp型層3には悪影響を与えないので、検知
器の特性に影響を与えず、また、穴開けの際の許容誤差
も充分大きくなる。
また、CdTe上に直接Hgo、6Cdg、2T eを
成長させる場合、その格子定数の差は0.3%であるが
、Hgo、ay Cdo、I3 T e上にHgo、a
Cdo2Teを成長させる場合、その差は0.02%以
下である。従って、CdTe基板上に成長させた時より
も転位密度の低い良質な結晶を得る事ができ、検知器の
特性も向上する。
さらに、ジャーナル オブ エレクトロニックマテリア
ルズ(Journal of Electronic 
MaLerials 11 (1982) 133 )
で述べられている様に、CdTe基板の代わりに、Cd
、yZny ’l’e (yは数%)を用いれば、Hg
o、87 Cdo、13 T eと基板との格子不整合
も0.1%以下になり、極めて良質のHgo、e7Cd
o、+3T eが得られ、その上のHg o、a Cd
 O,2T eの質もさらに向上する。
本発明においては第3図の構造とは逆に、赤外光は上側
、すなわちn型層 gg、6Cdo、2T e層4のあ
る側から入射させる事になる。また、n側電極7を全素
子間で共通にし、n側電極6を別々にとる事が可能であ
る。p側電極は絶縁性のCdTe基板上にあり、この面
には配線以外は何もない為、配線が極めてWi単ごあり
、素子はp型基板で分離されている為に、解像度の良好
なものが得られる。
また、Siプロセッサを第1図中下側から接続したハイ
ブリッド構成をとった場合に、第3図の例と比べてその
接続作業は著しく簡単になる。
〔発明の効果〕
以上説明した様に、本発明によれば、CdTeないしC
d+−yZ ny T e基板上にエピタキシャル成長
させたHgCdTeを用いた配列型赤外線検知器におい
て、解像度を向上させ、かつ配線の複雑化を減少させる
事が可能である。また、Siプロセッサとの接続も従来
に比べて容易であり、高性能かつ製作も比較的容易な配
列型赤外線検知器を得る事ができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の配列型赤外線検知器の一実施例の断面
図、 第2図はその製造工程を示す断面図、 第3図は従来の配列型赤外線検知器をSiプロセッサに
接続したハイブリッド構造の例を示す図である。 1・・・・・CdTe基板 2・・・・・Hgo87cdo13Te層3・・・・・
赤外線検知部となるp型Hgo、sCd g、2 T 
e層 4・・・・・n型Hgo、ac d6.2T e層5・
・・・・ZnS膜 6・・・・・p側電極 7・・・・・n側電極 8・・・・・Siプロセッサ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)HgCdTeを用いた配列型赤外線検知器におい
    て、CdTeないしCd_1_−_yZn_yTe基板
    上にz値が0.13以下であるHg_1_−_zCd_
    zTe層と赤外線検知部となるHg_1_−_xCd_
    xTeのp型層及びn型層が順次形成されて成る素子が
    互いに分離して配列され、各素子において前記基板側か
    ら前記Hg_1_−_zCd_zTe層に達する穴を開
    け、この穴を介して前記Hg_1_−_zCd_zTe
    層に電極を付けた事を特徴とする配列型赤外線検知器。
JP60053478A 1985-03-19 1985-03-19 配列型赤外線検知器 Pending JPS61214462A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60053478A JPS61214462A (ja) 1985-03-19 1985-03-19 配列型赤外線検知器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60053478A JPS61214462A (ja) 1985-03-19 1985-03-19 配列型赤外線検知器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS61214462A true JPS61214462A (ja) 1986-09-24

Family

ID=12943953

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP60053478A Pending JPS61214462A (ja) 1985-03-19 1985-03-19 配列型赤外線検知器

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS61214462A (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2665800A1 (fr) * 1990-08-07 1992-02-14 Mitsubishi Electric Corp Photodetecteur a substrat semiconducteur composite et procede de fabrication.
US5132761A (en) * 1989-06-29 1992-07-21 Texas Instruments Incorporated Method and apparatus for forming an infrared detector having a refractory metal
US5185648A (en) * 1990-09-12 1993-02-09 U.S. Philips Corp. Plural-wavelength infrared detector devices
WO2009004376A2 (en) * 2007-06-29 2009-01-08 Durham Scientific Crystals Ltd Semiconductor device structure and method of manufacture thereof
JP2009186475A (ja) * 2008-02-05 2009-08-20 Panalytical Bv 画像化検出器

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5132761A (en) * 1989-06-29 1992-07-21 Texas Instruments Incorporated Method and apparatus for forming an infrared detector having a refractory metal
FR2665800A1 (fr) * 1990-08-07 1992-02-14 Mitsubishi Electric Corp Photodetecteur a substrat semiconducteur composite et procede de fabrication.
US5185648A (en) * 1990-09-12 1993-02-09 U.S. Philips Corp. Plural-wavelength infrared detector devices
WO2009004376A2 (en) * 2007-06-29 2009-01-08 Durham Scientific Crystals Ltd Semiconductor device structure and method of manufacture thereof
WO2009004376A3 (en) * 2007-06-29 2009-02-26 Durham Scient Crystals Ltd Semiconductor device structure and method of manufacture thereof
JP2010532306A (ja) * 2007-06-29 2010-10-07 ダーハム サイエンティフィック クリスタルズ リミテッド 半導体デバイス構造及びその製造方法
JP2009186475A (ja) * 2008-02-05 2009-08-20 Panalytical Bv 画像化検出器

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4972244A (en) Photodiode and photodiode array on a II-VI material and processes for the production thereof
US6657194B2 (en) Multispectral monolithic infrared focal plane array detectors
US6316716B1 (en) Solar cell and method for producing such a cell
US5075763A (en) High temperature metallization system for contacting semiconductor materials
US5557118A (en) Hetero-junction type bipolar transistor
JPS62286283A (ja) 半導体装置
JPH02135786A (ja) 太陽電池セル
US5532173A (en) FET optical receiver using backside illumination, indium materials species
JPS63128677A (ja) 半導体受光装置の製造方法
CN108292669A (zh) 扁平栅极换向型晶闸管
JPS61214462A (ja) 配列型赤外線検知器
JP2002368238A (ja) タンデム型太陽電池およびその製造方法
JPH1168146A (ja) 受光素子を有する半導体装置とその製造方法
US4831428A (en) Infrared ray detection device
US5187378A (en) Photodetector
EP0182430B1 (fr) Matrice de diodes electroluminescentes et son procédé de fabrication
GB2132017A (en) Semiconductor device array
US5004698A (en) Method of making photodetector with P layer covered by N layer
US4914495A (en) Photodetector with player covered by N layer
JPS63292671A (ja) 配列型赤外線検知器
JP2848345B2 (ja) 赤外線検出器
JPH0682821B2 (ja) 固体撮像装置
JP2881133B2 (ja) 半導体集積回路の製造方法
JPH0385762A (ja) 光検知装置
JPS6354778A (ja) 赤外線検知器