JPS6236858A - 半導体受光装置 - Google Patents
半導体受光装置Info
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- JPS6236858A JPS6236858A JP60176438A JP17643885A JPS6236858A JP S6236858 A JPS6236858 A JP S6236858A JP 60176438 A JP60176438 A JP 60176438A JP 17643885 A JP17643885 A JP 17643885A JP S6236858 A JPS6236858 A JP S6236858A
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Landscapes
- 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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔概要〕
裏面入射型の半導体受光素子が、複数個二次元的に形成
されてなる半導体受光装置の改良である。入射光の有効
利用率を減少することなくクロストークを防止する改良
である。
されてなる半導体受光装置の改良である。入射光の有効
利用率を減少することなくクロストークを防止する改良
である。
各素子を囲んで表面に■溝を構成し、このＶ溝をもって
各画素の分離をなしてクロストークを防止し、同時に、
このＶ溝領域に入射した光は素子の面において反射させ
て光電変換に利用して入射光の有効利用率を向上し、ク
ロストークを防止手段の存在にか〜わらず、光電変換効
率の低下を防止したものである。
各画素の分離をなしてクロストークを防止し、同時に、
このＶ溝領域に入射した光は素子の面において反射させ
て光電変換に利用して入射光の有効利用率を向上し、ク
ロストークを防止手段の存在にか〜わらず、光電変換効
率の低下を防止したものである。
本発明は半導体受光装置に関する。特に、裏面入射型の
半導体受光素子が複数個二次元的に形成されてなり、二
次元撮像装置等として使用される半導体受光装置の入射
光の有効利用率を向−トして光電変換効率を向上し、同
時に、相互に隣接する素子間のクロストークを防止し、
その結果、クロストークを防止手段の存在にかｋわらず
、光電変換効率の低下を防止する改良に関する。
半導体受光素子が複数個二次元的に形成されてなり、二
次元撮像装置等として使用される半導体受光装置の入射
光の有効利用率を向−トして光電変換効率を向上し、同
時に、相互に隣接する素子間のクロストークを防止し、
その結果、クロストークを防止手段の存在にかｋわらず
、光電変換効率の低下を防止する改良に関する。
二次元撮像装置等として裏面入射型の半導体受光素子が
複数個二次元的に形成されてなる半導体受光装置が広く
使用されている。これは、その１例を第９図に示すよう
に、例えばｐ型のＨｇＣｄＴｅ層２にｎ型領域３を複数
個二次元的に形成し、絶縁物層８をもって表面をカバー
した後、ｎ型領域３上にコンタクト窓を形成してｎ型領
域３と接触して一方の電極（正電極となる）９を形成し
、ｐ型のＨｇＣｄ Ｔｅ層２と接触して他方の電極（負
電極となる）１０を形成したものである。ｐ型のＨｇＣ
ｄ７８層２側から被検出光を入射させると、それぞれの
正電極９近傍のｐ型の）ＩｇｃｄＴｅ層２に入射した被
検出光はここで吸収されて電子を発生するから、この電
子はその近傍の正電極９に流れ込み、それぞれの画素が
光を検出する６ た（、隣接画素相互間のクロストークを防止するために
、図示するように、各画素を分離するようにＡ１膜等よ
りなる格子状の光遮蔽パターン４を絶縁性ＣｄＴｅ基板
ｌの裏面に形成しておく等の手法を講する必要がある。
複数個二次元的に形成されてなる半導体受光装置が広く
使用されている。これは、その１例を第９図に示すよう
に、例えばｐ型のＨｇＣｄＴｅ層２にｎ型領域３を複数
個二次元的に形成し、絶縁物層８をもって表面をカバー
した後、ｎ型領域３上にコンタクト窓を形成してｎ型領
域３と接触して一方の電極（正電極となる）９を形成し
、ｐ型のＨｇＣｄ Ｔｅ層２と接触して他方の電極（負
電極となる）１０を形成したものである。ｐ型のＨｇＣ
ｄ７８層２側から被検出光を入射させると、それぞれの
正電極９近傍のｐ型の）ＩｇｃｄＴｅ層２に入射した被
検出光はここで吸収されて電子を発生するから、この電
子はその近傍の正電極９に流れ込み、それぞれの画素が
光を検出する６ た（、隣接画素相互間のクロストークを防止するために
、図示するように、各画素を分離するようにＡ１膜等よ
りなる格子状の光遮蔽パターン４を絶縁性ＣｄＴｅ基板
ｌの裏面に形成しておく等の手法を講する必要がある。
要するに、素子分離の必要がある。
上記せるように、従来技術に係る裏面入射型の半導体受
光素子が、複数個二次元的に形成されてなる半導体受光
装置においては、素子分離用の格子状光遮蔽パターン等
の存在によって、被検出光の入射領域が減縮され、入射
光の有効利用が妨げられ、光電変換効率が低下するとい
う欠点がある。
光素子が、複数個二次元的に形成されてなる半導体受光
装置においては、素子分離用の格子状光遮蔽パターン等
の存在によって、被検出光の入射領域が減縮され、入射
光の有効利用が妨げられ、光電変換効率が低下するとい
う欠点がある。
本発明の目的は、この欠点を解消することにあり、被検
出光の入射領域を減縮することなく、クロストークが防
止された半導体受光装置を提供することにある。
出光の入射領域を減縮することなく、クロストークが防
止された半導体受光装置を提供することにある。
上記の目的を達成するために本発明が採った手段は、裏
面入射型の半導体受光素子が、複数個二次元的に形成さ
れてなる半導体受光装置の表面に半導体受光素子のそれ
ぞれを囲んでＶ＃ｌ（その斜面と半導体受光素子の面と
のなす角が出来るだけ４５°に近いＶ溝）を形成し、こ
の■溝の内面に光反射層を形成し、この■溝をもって各
半導体受光素子の分離をなすとともに、表面から入射す
る光のうち、このＶ溝領域に入射するものは光反射層で
反射させて半導体受光素子面内に導き光電変換のために
有効に利用することとしたものである。
面入射型の半導体受光素子が、複数個二次元的に形成さ
れてなる半導体受光装置の表面に半導体受光素子のそれ
ぞれを囲んでＶ＃ｌ（その斜面と半導体受光素子の面と
のなす角が出来るだけ４５°に近いＶ溝）を形成し、こ
の■溝の内面に光反射層を形成し、この■溝をもって各
半導体受光素子の分離をなすとともに、表面から入射す
る光のうち、このＶ溝領域に入射するものは光反射層で
反射させて半導体受光素子面内に導き光電変換のために
有効に利用することとしたものである。
一方の電極（各画素を画定する一方の電極）は各画素毎
に設ける必要があるが、他方の電極は共通とすることが
できるが、」二記の光反射層を導電体層としておけば、
これを上記他方の電極とすることができる。
に設ける必要があるが、他方の電極は共通とすることが
できるが、」二記の光反射層を導電体層としておけば、
これを上記他方の電極とすることができる。
また、上記の光反射層は、■溝内面に直接設けることは
必須ではない。絶縁物層を介して設けてもよい。
必須ではない。絶縁物層を介して設けてもよい。
上記の欠点は、クロストークを防止するためになす素子
分離手段が被検出光の入射を阻害して光電変換によって
発生する電子数を減少する点にあるから、クロストーク
を防止するためになす素子分離手段が、光電変換によっ
て発生する電子数を減少しないようにすればよい、そこ
で、クロストークを防止するためになす素子分離手段を
光反射性材料をもって製作し、この光反射層によって反
射した光が光電変換に寄与しうるようにすればよい。本
発明は、この着想を具体化して完成したものであり、 （イ）裏面入射型の半導体受光素子が、複数個二次元的
に形成されてなる半導体受光装置の表面（被検出光が入
射する面に対しては裏面に相当する。）にＶ溝を設け、
各々の半導体受光素子領域で発生した電子が他の半導体
受光素子領域に移動しないようにしてクロストークを防
止し、 （ロ）このＶ溝の内面には光反射層を設けておき、この
領域（クロストーク防止手段領域）に入射した光を、第
７図に示すように、光電変換層中に向って反射させて有
効に利用することとしたものである。
分離手段が被検出光の入射を阻害して光電変換によって
発生する電子数を減少する点にあるから、クロストーク
を防止するためになす素子分離手段が、光電変換によっ
て発生する電子数を減少しないようにすればよい、そこ
で、クロストークを防止するためになす素子分離手段を
光反射性材料をもって製作し、この光反射層によって反
射した光が光電変換に寄与しうるようにすればよい。本
発明は、この着想を具体化して完成したものであり、 （イ）裏面入射型の半導体受光素子が、複数個二次元的
に形成されてなる半導体受光装置の表面（被検出光が入
射する面に対しては裏面に相当する。）にＶ溝を設け、
各々の半導体受光素子領域で発生した電子が他の半導体
受光素子領域に移動しないようにしてクロストークを防
止し、 （ロ）このＶ溝の内面には光反射層を設けておき、この
領域（クロストーク防止手段領域）に入射した光を、第
７図に示すように、光電変換層中に向って反射させて有
効に利用することとしたものである。
以下、図面を参照しつ一１本発明の一実施例に係る半導
体受光装置についてさらに説明する。
体受光装置についてさらに説明する。
第２図参照
厚さが約１ｍｍの絶縁性ＣｄＴｅ基板１上に、液相成長
法を使用して、約１０１６ｃｍ−３にｐ型不純物を含み
厚さが約２０＃Ｌ鵬のＨｇＣｄＴｅ層２を形成する。
法を使用して、約１０１６ｃｍ−３にｐ型不純物を含み
厚さが約２０＃Ｌ鵬のＨｇＣｄＴｅ層２を形成する。
第３図参照
１辺が約５０ｇｍの正方形状のｎ型領域３を約１００川
ｍ間隔に形成する。
ｍ間隔に形成する。
第４図参照
イオンビームミリング法を使用して、Ｖ溝６を形成する
。Ｖ溝６の先端が図示するように絶縁性ＣｄＴｅ基板ｌ
に達するようにすると入射光の反射面の面積は最大にな
しうるが、ｐ型）ｊｇ Ｃ，ｄ Ｔ ｅ層２の電極を各
素子毎に設ける必要がある。一方、■溝６の先端と絶縁
性ｑｄＴｅ基板ｌとの間に間隙が残留するようにすれば
、ｐ型）ＩｇＣｄＴｅ層２の電極を各素子毎に設ける必
要はないが、入射光の反射面の面積はいくらか小さくな
る。
。Ｖ溝６の先端が図示するように絶縁性ＣｄＴｅ基板ｌ
に達するようにすると入射光の反射面の面積は最大にな
しうるが、ｐ型）ｊｇ Ｃ，ｄ Ｔ ｅ層２の電極を各
素子毎に設ける必要がある。一方、■溝６の先端と絶縁
性ｑｄＴｅ基板ｌとの間に間隙が残留するようにすれば
、ｐ型）ＩｇＣｄＴｅ層２の電極を各素子毎に設ける必
要はないが、入射光の反射面の面積はいくらか小さくな
る。
なお、Ｖ溝６の先端と絶縁性（１：ｄＴｅ基板基板の間
に間隙が残留するようにすると、素子分離が不十分にな
りクロストークの発生するおそれが考えられるが、Ｃｄ
Ｔｅ上にＨｇＣｄＴｅを成長する場合、その界面近傍に
おいてはＨｇの混晶比が極めて小さく、いくらか成長し
た後はじめてメルトの組成比によって規定される混晶比
に達するという性質があるので、ＣｄＴｅ基板ｌとｐ型
ＨｇＧｄＴｅ層２との界面近傍では実質的にはＣｄＴｅ
が成長するので光電変換は発生しにくく、Ｖ溝６の先端
と絶縁性ＣｄＴｅ基板ｌとの間に間隙が残留するように
しても、素子分離が不十分になるおそれはなくクロスト
ークの発生するおそれはない。■溝６とＰ型ＨｇＣｄＴ
ｅ層２の面との傾きは４５°が望ましい。反射光がｐ型
ＨｇＣｄＴｅ層２外に射出することを防止しうるからで
ある。
に間隙が残留するようにすると、素子分離が不十分にな
りクロストークの発生するおそれが考えられるが、Ｃｄ
Ｔｅ上にＨｇＣｄＴｅを成長する場合、その界面近傍に
おいてはＨｇの混晶比が極めて小さく、いくらか成長し
た後はじめてメルトの組成比によって規定される混晶比
に達するという性質があるので、ＣｄＴｅ基板ｌとｐ型
ＨｇＧｄＴｅ層２との界面近傍では実質的にはＣｄＴｅ
が成長するので光電変換は発生しにくく、Ｖ溝６の先端
と絶縁性ＣｄＴｅ基板ｌとの間に間隙が残留するように
しても、素子分離が不十分になるおそれはなくクロスト
ークの発生するおそれはない。■溝６とＰ型ＨｇＣｄＴ
ｅ層２の面との傾きは４５°が望ましい。反射光がｐ型
ＨｇＣｄＴｅ層２外に射出することを防止しうるからで
ある。
第５図参照
Ｖ溝６の内面にＡｕ膜を蒸着またはスパッタ堆積した後
パターニングして、光反射層７を形成する。
パターニングして、光反射層７を形成する。
第６図参照
絶縁物層として、厚さが約５，０００人のＺｎ５ｎ層８
を蒸着法を使用して形成する。
を蒸着法を使用して形成する。
第１図参照
イオンビームミリング法を使用して、絶縁物層８にｎ型
領域３に通じるようにコンタクト窓を形成した後、フォ
トリソグラフィー法を使用して、ここに、Ｉｎよりなる
一方の電極（正電極）９を形成する。この各画素に設け
られる電極（正電極）９は、この半導体、受光装置と対
向して配設される制御回路用半導体装置の対応する電極
とバンプ接続されることが一般である。他方の電極（負
電極）としては、Ｖ溝６の先端が絶縁性ＣｄＴｅ基板ｌ
に達しているときは、光反射層７を利用する。Ｖ溝６の
先端が絶縁性ＣｄＴｅ基板ｌに達していないときは、全
画素のｐ型ＨｇＣｄＴ、ｅ層２は分割されておらず連続
しているから第９図に示す従来技術の場合のように、所
望の領域に１個または数個設ければよい。なお、■溝６
の先端が絶縁性ＣｄＴｅ基板１に達している場合は、光
反射層７を電極としても使用しなければならないから、
光反射層７は金属等導電材である必要がある（本例にお
いてはＡＩである）。
領域３に通じるようにコンタクト窓を形成した後、フォ
トリソグラフィー法を使用して、ここに、Ｉｎよりなる
一方の電極（正電極）９を形成する。この各画素に設け
られる電極（正電極）９は、この半導体、受光装置と対
向して配設される制御回路用半導体装置の対応する電極
とバンプ接続されることが一般である。他方の電極（負
電極）としては、Ｖ溝６の先端が絶縁性ＣｄＴｅ基板ｌ
に達しているときは、光反射層７を利用する。Ｖ溝６の
先端が絶縁性ＣｄＴｅ基板ｌに達していないときは、全
画素のｐ型ＨｇＣｄＴ、ｅ層２は分割されておらず連続
しているから第９図に示す従来技術の場合のように、所
望の領域に１個または数個設ければよい。なお、■溝６
の先端が絶縁性ＣｄＴｅ基板１に達している場合は、光
反射層７を電極としても使用しなければならないから、
光反射層７は金属等導電材である必要がある（本例にお
いてはＡＩである）。
第７図参照
以上の工程をもって製造された半導体受光装置に、その
ＣｄＴｅ基板ｌ側から被検出光りが入射したときｐ型Ｈ
ｇＣｄＴｅ層２内で光電変換現象により電子ｅが発生す
るが、光反射層７に向って入射した光はここで反射して
ｐ型ＨｇＣｄＴｅ層２にそって進行し、完全に吸収され
て電子ｅの発生に寄与する。
ＣｄＴｅ基板ｌ側から被検出光りが入射したときｐ型Ｈ
ｇＣｄＴｅ層２内で光電変換現象により電子ｅが発生す
るが、光反射層７に向って入射した光はここで反射して
ｐ型ＨｇＣｄＴｅ層２にそって進行し、完全に吸収され
て電子ｅの発生に寄与する。
よって、光反射層７は、素子分離層として機能して各画
素間のクロストークを防止することは勿論、入射光の有
効利用に寄与して光電変換効率を増大する。
素間のクロストークを防止することは勿論、入射光の有
効利用に寄与して光電変換効率を増大する。
第７図参照
上記のＶ溝形成工程後、たぐちに、Ｚｎ５ｎ層８を形成
し、つＣいて電極コンタクト窓を形成し。
し、つＣいて電極コンタクト窓を形成し。
その後光反射層７と正電極９とを形成することもできる
。この場合は、光反射層７と正電極９とを一工程をもっ
て形成しうるので、工程上有利である。
。この場合は、光反射層７と正電極９とを一工程をもっ
て形成しうるので、工程上有利である。
なお、光反射層７の材料は導電材料であることが必須で
はない、被検出光に対して非吸収性を有し、表面が鏡面
となリラればたりる。
はない、被検出光に対して非吸収性を有し、表面が鏡面
となリラればたりる。
以上説明せるとおり、本発明に係る裏面入射型の半導体
受光素子が、複数個二次元的に形成されてなる半導体受
光装置においては、その表面に半導体受光素子のそれぞ
れを囲んで■溝（その斜面と半導体受光素子の面とのな
す角が出来るだけ４５°に近いＶ溝）が形成され、この
Ｖ溝の内面に光反射層が形成され、このＶ満が各半導体
受光素子の分離をなすとともに、表面から入射する光の
うち、このＶ溝領域に入射するものは光反射層で反射さ
せて半導体受光素子面内に導き光電変換のために有効に
利用することとされているので、各半導体受光素子の素
子分離が完全でクロストークが十分防止されているとと
もに入射光の全綴が光電変換に利用されてすぐれた光電
変換効率が実現する。
受光素子が、複数個二次元的に形成されてなる半導体受
光装置においては、その表面に半導体受光素子のそれぞ
れを囲んで■溝（その斜面と半導体受光素子の面とのな
す角が出来るだけ４５°に近いＶ溝）が形成され、この
Ｖ溝の内面に光反射層が形成され、このＶ満が各半導体
受光素子の分離をなすとともに、表面から入射する光の
うち、このＶ溝領域に入射するものは光反射層で反射さ
せて半導体受光素子面内に導き光電変換のために有効に
利用することとされているので、各半導体受光素子の素
子分離が完全でクロストークが十分防止されているとと
もに入射光の全綴が光電変換に利用されてすぐれた光電
変換効率が実現する。
第１図は、本発明の一実施例に係る半導体受光装置の断
面図である。 第２〜６図は、本発明の一実施例に係る半導体受光装置
の主要工程完了後の断面図である。 第７図は、本発明の作用説明図である。 第８図は、本発明の他の実施例に係る半導体受光装置の
断面図である。 第９図は、従来技術に係る半導体受光装置の断面図であ
る。 １・番・絶縁性Ｃｄ Ｔｅ基板、 ２ ＠ ｅ ＊
ｐ型ＨｇＣｄＴｅ層、 ３・拳ψｎ型ＨｇＣｄＴｅ領域
、 ４・・・光遮蔽パターン、 ６−−−Ｖ＠、
７−、、光反射層、 ８・・・絶縁物層（ＺｎＳ層
）、 ９拳・・一方の電極（正電極）、 １０・・０
他方の電極（負電極）。 不沼咲 第１］！１ （￥唱悦用６ 第７図 −Ｉ−／ｆ１］弱 第２図 二庁田 第３図 工程口 第４図 工札記 第５ｒ３ 工屁田
面図である。 第２〜６図は、本発明の一実施例に係る半導体受光装置
の主要工程完了後の断面図である。 第７図は、本発明の作用説明図である。 第８図は、本発明の他の実施例に係る半導体受光装置の
断面図である。 第９図は、従来技術に係る半導体受光装置の断面図であ
る。 １・番・絶縁性Ｃｄ Ｔｅ基板、 ２ ＠ ｅ ＊
ｐ型ＨｇＣｄＴｅ層、 ３・拳ψｎ型ＨｇＣｄＴｅ領域
、 ４・・・光遮蔽パターン、 ６−−−Ｖ＠、
７−、、光反射層、 ８・・・絶縁物層（ＺｎＳ層
）、 ９拳・・一方の電極（正電極）、 １０・・０
他方の電極（負電極）。 不沼咲 第１］！１ （￥唱悦用６ 第７図 −Ｉ−／ｆ１］弱 第２図 二庁田 第３図 工程口 第４図 工札記 第５ｒ３ 工屁田
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ［１］裏面入射型の半導体受光素子が、複数個二次元的
に形成されてなる半導体受光装置において、 表面には、前記半導体受光素子のそれぞれを囲んで格子
状にＶ溝（６）が形成されており、該Ｖ溝（６）の内面
には光反射層（７）が形成されてなることを特徴とする
半導体受光装置。 ［２］前記Ｖ溝（６）の先端は前記半導体受光素子の裏
面に達しており、前記光反射層は導電体層よりなり、該
導電体層よりなる光反射層が一方の電極を構成してなる
特許請求の範囲第１項記載の半導体受光装置。 ［３］前記Ｖ溝（６）の先端は前記半導体受光素子の裏
面に達しておらず、一方の電極は複数の画素に対して共
通に設けられてなる特許請求の範囲第１項記載の半導体
受光装置。 ［４］前記Ｖ溝（６）の内面と前記光反射層との間には
、絶縁物層が介在されてなる特許請求の範囲第１項記載
の半導体受光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60176438A JPS6236858A (ja) | 1985-08-10 | 1985-08-10 | 半導体受光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60176438A JPS6236858A (ja) | 1985-08-10 | 1985-08-10 | 半導体受光装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6236858A true JPS6236858A (ja) | 1987-02-17 |
Family
ID=16013705
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60176438A Pending JPS6236858A (ja) | 1985-08-10 | 1985-08-10 | 半導体受光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6236858A (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4801991A (en) * | 1987-07-17 | 1989-01-31 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor light receiving device |
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