NL8100868A - Schottky barriere foto-elektrische detector. - Google Patents

Schottky barriere foto-elektrische detector. Download PDF

Info

Publication number
NL8100868A
NL8100868A NL8100868A NL8100868A NL8100868A NL 8100868 A NL8100868 A NL 8100868A NL 8100868 A NL8100868 A NL 8100868A NL 8100868 A NL8100868 A NL 8100868A NL 8100868 A NL8100868 A NL 8100868A
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
layer
barrier
gold
schottky barrier
window
Prior art date
Application number
NL8100868A
Other languages
English (en)
Other versions
NL189790C (nl
NL189790B (nl
Original Assignee
Gen Dynamics 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 Gen Dynamics Corp filed Critical Gen Dynamics Corp
Publication of NL8100868A publication Critical patent/NL8100868A/nl
Publication of NL189790B publication Critical patent/NL189790B/nl
Application granted granted Critical
Publication of NL189790C publication Critical patent/NL189790C/nl

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
    • 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
    • H01L31/04Semiconductor 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 adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/06Semiconductor 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 adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers
    • H01L31/07Semiconductor 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 adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers the potential barriers being only of the Schottky type
    • 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
    • H01L31/02Details
    • H01L31/0216Coatings
    • H01L31/02161Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/02162Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for filtering or shielding light, e.g. multicolour filters for photodetectors
    • H01L31/02164Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for filtering or shielding light, e.g. multicolour filters for photodetectors for shielding light, e.g. light blocking layers, cold shields for infrared detectors
    • 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
    • H01L31/108Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by only one potential barrier the potential barrier being of the Schottky type
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Light Receiving Elements (AREA)
  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Description

* P & C
' N 3640-14 Ned.M/LVD
Schottky barrière foto-elektrische detector.
De uitvinding heeft betrekking op een vaste stof stralings-detector en een werkwijze om deze te vervaardigen. Meer in het bijzonder 5 heeft de uitvinding betrekking op een verbeterde platina-cadmium sulfide Schottky barière foto-elektrische detectof· en werkwijze ter vervaardiging ervan.
Er bestaat behoefte bij technologisch geavanceerde optische stelsels zoals optische geleidingsstelsels voor op straling afgaande 10 geleide projectielen, aan een hoog kwantum rendement, snel reagerende vaste stof stralingsdetector. Bij deze stelsels moet een dergelijke detector een hoge responsie hebben tot bijna ultraviolette (UV) straling, maar moet nagenoeg ongevoelig zijn voor straling in het zichtbare spectrum.
15 Silicium fotodioden zijn voorgesteld voor deze toepassingen.
Dergelijke fotodioden zijn echter gevoelig voor het zichtbare spectrum over ca. 8000 angstrom eenheden, en daardoor moeten zij worden gebruikt in samenhang met optische filters om de zichtbare straling te verwijderen. Daarenboven hébben deze detector-filtercombinaties een relatief 20 laag kwantum rendement, bijvoorbeeld 30% of minder.
Op cadmium sulfide gebaseerde vaste stof stralings detectors zijn in gebruik genomen; echter de bekende eigenschappen van cadmium sulfide detectors suggereren dat zij voornamelijk bruikbaar zijn in het zichtbare gebied en dat zij relatief ongevoelig zijn voor ultravio-25 lette straling. Het is gewenst een vaste stof stralingsdetector te verschaffen, die gevoelig is voor het nabije ultraviolet en zichtbare straling van korte golflengte en transparant voor infrarode straling.
Dit is in het bijzonder waar indien een dergelijke detector kan worden vervaardigd, die een hoog kwantum rendement heeft en een relatief klein 30 optisch actief gebied, zodat het kan worden toegepast in samenhang met optische stelsels met een hoog oplossend vermogen. Goede infrarode (IR) doorlaateigenschappen stellen de detector in staat om te worden gebruikt in samenhang met een IR aftaster voor het produceren van een coaxiale transducer of omzetter, die geschikt is voor gebruik in 35 samenwerking met ongefilterde optische stelsels met hoog oplossend vermogen.
In de laatste jaren zijn op cadmium sulfide gebaseerde Schottky barrière diodes voorgesteld als stralingsdetectors. In de ruimste zin gesproken is een Schottky barrière diode een keerlaag of junctiediode, 40 waarbij de keerlaag gevormd is tussen een halfgeleider materiaal en een 8100868 - 2 - . \ -'if metaal kontakt, in plaats van tussen ongelijksoortige halfgeleider-materialen of drager types, zoals in het geval van een gewone PN-diode.
In de stand der techniek is een platina-cadmium sulfide Schottky barrière foto-elektrische detector geopenbaard, die zodanig vervaardigd is, dat 5 de Ohmse en barrière kontakten gelegen zijn aan weerszijden van het cadmium sulfide substraat. Deze bekende detector vertoont een hoog kwantum rendement in het UV spectrum met goede IR doorlaat eigenschappen.
De verbeterde detector volgens de onderhavige uitvinding is ontvankelijker voor produktie vervaardiging en hoeveelheid samenstellings-10 technieken dan de bekende detector. In plaats van Ohmse en barrière kontaktverbindingen te verschaffen aan weerszijden van de inrichting, wordt de nieuwe detector zodanig vervaardigd, dat beide kontakten zich aan het voorvlak bevinden. Organische isolerende lagen gemaakt uit fotoresist (=lichtgevoelige lak) zijn vervangen door een harde, anorga-15 nische isolerende laag. Voorts zijn de koper- en indium metallisaties vervangen door goud, titaan, nikkel - chr.oomlegering en andere metallisaties. Deze verbeteringen vergemakkelijken de aanhechting van draad voor supersnelle bindtechnieken, die betrouwbaar zijn en die de tijd en arbeid verminderen die noodzakelijk is voor het vormen van electrische 20 kontakten op de inrichting. Voorts is de totale betrouwbaarheid van de inrichting verbeterd. Het vervaardigingsproces resulteert in een gecompenseerde laag aan het oppervlak van het cadmium sulfide substraat, dat de inrichting beschermt, wanneer buitensporige spanning daarop wordt aangelegd.
25 De onderhavige uitvinding verschaft een Schottky barrière foto-elektrische detektor geschikt voor het detecteren van ultra-violette en infrarode straling, bevattende: een cadmium sulfide (CDS) substraat met boven- en onderoppervlak; een infrarode schermstructuur, gelegen over het bovenoppervlak van het substraat, inclusief een laag materiaal, 30 dat in hoofdzaak opaque is voor IR-straling, waarbij de schermstructuur zodanig ontworpen is dat een eerste centraal venster daarin verschaft wordt; een isolerende laag, die de IR-schermstructuur bedekt, en een tweede centraal venster en een zijvenster daarin bezit, terwijl het tweede centrale venster samenvalt met en iets kleiner is dan het eerste 35 centrale venster; waarbij een Schottky barrière metallisatielaag geplaatst is binnen het tweede centrale venster en volledig het gedeelte van het daarin gelegen substraat bedekt, terwijl de Schottky barrière metallisatielaag voldoende dun is zodat het in hoofdzaak transparant is voor UV- en IR-straling, waarbij middelen geplaatst zijn boven het 40 bovenoppervlak van het substraat voor het verschaffen van een barrière 8100868 . — r - 3 - kontakt, dat zich uitstrekt door het tweede centrale venster en een belangrijk gedeelte van de Schottky barrière metallisatielaag onbedekt laat, en middelen geplaatst boven het bovenoppervlak van het substraat voor het verschaffen van Ohms kontakt, dat zich uitstrekt door het zijvenster.
5 De onderhavige uitvinding verschaft eveneens een werkwijze voor het vervaardigen van een Schottky barrière foto-elektrische detector, met het kenmerk, dat een plak afgesneden wordt van een kristallijn CdS-gietblok (ingot), welke plak een bovenste en een onderste vrijwel evenwijdig plat oppervlak bezit, welke oppervlakken loodrecht staan op de 10 C-as van het hexagonale kristal van het CdS; dat het bovenoppervlak van de plak wordt gehoond, gepolijst en geëtst voor het produceren van een substraat, dat een glad bovenoppervlak en onderoppervlak bezit; dat een IR-schermstructuur wordt gedeponeerd en afgelijnd op het bovenoppervlak van het substraat, waaronder een laag materiaal, dat vrijwel opaque is 15 voor IR-straling, waarbij de schermstructuur een eerste centraal venster daarin bezit, terwijl een isolerende laag wordt gedeponeerd en afgelijnd over de IR-schermstructuur, waarbij de isolerende laag een tweede centraal venster en een zij-venster daarin bezit, terwijl het tweede centrale venster samenvalt met en iets kleiner is dan het eerste centrale 20 venster; waarbij een Schottky barrière metallisatielaag wordt gedeponeerd en afgelijnd binnen het tweede centrale venster, zodat het volledig het gedeelte bedekt van het daarin gelegen substraat, terwijl de Schottky barrière metallisatielaag voldoende dun is, zodat het vrijwel transparant is voor UV- en IR-straling; en barrière en Ohmse kontakten 25 worden gedeponeerd en afgelijnd, die zich uitstrekken boven het bovenoppervlak van het substraat door het tweede centrale venster resp. het zijvenster, waarbij het barrière kontakt een belangrijk deel van de Schottky barrière metallisatielaag onbedekt laat.
Overeenkomstig een eerste uitvoeringsvorm van de onderhavige 30 uitvinding, wordt een IR-schermstructuur eerst gevormd op het bovenste oppervlak van een gepolijst, vrij van beschadigingen cadmium sulfide substraat. Het is bij voorkeur samengesteld uit een laag van goud (ca. 1500 angstrom eenheden dik) die opaque is voor IR-straling, als een sandwich geplaatst tussen twee dunne lagen van titaan (ca. 300 angstrom 35 eenheden dik). De titaanlagen dienen als bindmiddelen. De IR-scherm- structuur wordt afgelijnd tot een hoofdzakelijk vierkant patroon, waarbij een klein centraal gedeelte van het substraat onbedekt blijft, dat het optisch actieve gebied vormt. Een relatief dikke laag van silicium dioxide (bij voorkeur ca. 5000 angstrom eenheden dik) bedekt de IR-scherm-40 structuur om kortsluiting van opeenvolgende daarop gedeponeerde lagen te 81 0 08 6 8 \ % - 4 - voorkomen. Twee vensters worden geëtst in de isolerende laag van siliciumdioxide, waarvan er een samenvalt met het centrale optisch actieve gebied van het substraat, en de andere aan de zijde van dit gebied, dat later het Ohmse kontakt ontvangt.
5 De Schottky barrière metallisatie is bij voorkeur een zeer dunne laag van platina rechtstreekt gedeponeerd op het substraat en dat het centrale venster in de siliciumdioxidelaag volledig vult.
Een grenslaag, bij voorkeur gemaakt uit een metaal zoals wolfram, nikkel-chroom legering of goud ligt over de omtrek van de platinalaag heen en voor-10 komt dat de barrière kontakt metallisatie nadelig de eigenschappen van de Schottky barrière beïnvloedt.
De barrière kontakt metallisatie is bij voorkeur samengesteld uit een titaan hechtlaag en een laag goud. De dikte van de goudlaag wordt vergroot tot ca. 30.000 angstrom eenheden door electrolytisch bekleden.
15 Het Ohmse kontakt wordt op het zelfde tijdstip gevormd als het barrière kontakt. Het tweede venster, geëtst in de silicium dioxidelaag op het zelfde moment als het centrale venster, maakt het mogelijk dat de metallisatie van het Ohmse kontakt de IR-schermstructuur raakt. De IR-schermstructuur op haar beurt maakt Ohms kontakt met het cadmium sul-20 fide substraat door middel van de lagere titaan hechtlaag. Gouden aansluit-draden worden verbonden met de bovenste oppervlakken van de gouden gedeelten van het Ohmse en het barrière kontakt door thermo-compressie of thermosone binding.
De uitvinding zal hieronder aan de hand van enige in de figuren 25 der bijgaande tekeningen weergegeven uitvoeringsvoorbeelden nader worden toegelicht.
Figuren 1-9 tonen een reeks verticale doorsneden, die de verschillende fasen illustreren van de konstruktie van een UV-detector in overeenstemming met een eerste uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding; 30 Figuren 10A en 10B geven een verticale doorsnede resp. een boven aanzicht van de voltooide UV-detector vervaardigd zoals weergegeven in f figuren 1-9. Deze aanzichten illustreren eveneens de wijze van bevestiging van de gouden aansluitdraden naar het barrière- en het Ohmse kontakt;
Figuur 11 toont een verticale doorsnede van een UV/lR-detector 35 sandwich, vervaardigd in overeenstemming met een tweede uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding;
Figuren 12-19 vormen een reeks van verticale doorsneden, welke tezamen met figuren 1 en 2 de diverse constructiefasen laten zien van een UV-detector in overeenstemming met een derde uitvoeringsvorm 40 van de onderhavige uitvinding; 8100388 £ * - 5 - . Fig 20 toont een verticale doorsnede van de voltooide UV-detector vervaardigd in overeenstemming met figuren 1/2 resp.12-19.
Deze aanzichten tonen de bevestiging van de gouden aansluitdraden aan het Ohmse en barrière kontakt.
5 Een eerste uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding wordt weergegeven in diverse konstruktiefasen in figuren 1-9, 10A en 10B.
De totale configuratie van de detector is het beste te zien in fig. 10B.
Zij omvat een plat vierkant van cadmium sulfide substraat 30 voorzien van het kleine IR-schermstructuur 32 in de vorm van een vierkant, dat 10 rechtstreeks daarop gedeponeerd is en een buitenste omtrek bezit, die met stippellijnen is aangegeven. Een isolerende laag 34 van silicium dioxide bedekt de IR-schermstructuur. Een dunne Schottky barrière metaal-laag 36 wordt rechtstreeks gedeponeerd op het cadmiumsulfide substraat in een centraal optisch actief gebied omgeven door de isolerende 15 IR-schermstructuur. Een Ohms en een barrière kontakt 38 resp. 40 raken aan de IR-schermstruktuur en een grenslaagring 42A (fig. 10A), die liggen over de omtrek van de laag 36 via afzonderlijke vensters in de isolerende laag van siliciumdioxide. Zoals weergegeven infiguren 10A en 10B bezit het barrière kontakt 40 een nagenoeg cilindrische vorm. Deze 20 strekt zich uit binnen het centrale venster van de isolerende laag, waarbij een belangrijk gedeelte van de Schóttkylaag 36 onbedekt blijft.
Een paar lippen 44 strekken zich uit vanaf tegenover gelegen zijden van de ring. Gouden draadaansluitingen 46 en 48 worden bevestigd aan het Ohmse en het barrièrekontakt 38 resp. 40 waarbij de aansluiting 48 25 bevestigd wordt aan een van de lippen 44 van het barrièrekontakt.
Men dient te beseffen, dat de in figuren 10A en 10B geillus-treerde detector een micro-electronische inrichting is.Bij wijze van voorbeeld kan de isolerende laag 34 een afmeting hebben van .9652 mm aan een zijde en kan het onbedekte gedeelte van de Schottky barrière metalen 30 36 een diameter hebben van .1016 mm. In alle figuren zijn de relatieve afmetingen van de diverse lagen vervormd om een snel begrijpen van de structuur van de weergegeven uitvoeringsvormen te vergemakkelijken.
Eveneens zijn in figuren 2-9 en 12-19 verhogingen van de diverse lagen niet aangegeven in het centrale venster uit overwegingen van duidelijk-33 heid.
Thans overgaande naar figuren 1-9 en 10A zal nu de monolytische architectuur van de eerste uitvoeringsvorm en de werkwijze waardoor deze wordt gevormd, nu in bijzonderheden worden beschreven. Het zal duidelijk zijn, dat een aantal detectoren gelijktijdig worden geproduceerd 40 qp een enkele halfgeleiderplak in een geschikte rangschikking zoals een 8100868 4 4 - 6 - 5x5 matrix. Een plak van geschikte dikte, bijvoorbeeld 1 mm, wordt afge-sneden van een een kristallijn cadmiumsulfide gietblok, dat in de handel gebracht wordt door Eagle-Picher of Cleveland Crystals Company. Van dergelijk materiaal wordt vermeld, dat het van het N-type is met een 5 specifieke weerstand van 1-20 Ohm-cm, een barrière concentratie van 15 16 3 2 1 -1 10 -10 cm , en een drager mobiliteit van tenminste 200 cm -v sec
De voorkeurs oriëntatie voor het afsnijden van de plak is zodanig dat de C-as van het hexagonale kristal loodrecht staat op het oppervlak van de plak, zoals weergegeven in fig. 1. De plak vormt het cadmium sulfide 10 substraat 30 van de detector. Hierna zal het verwijzingscijfer 30 onveranderlijk worden gebruikt om te verwijzen naar de plak en naar het substraat. De plak wordt geëtst in een oplossing van zoutzuur voor het identificeren van de positieve en negatieve oriëntatiezijden van de plak, d.w.z. de zwavelrijke zijde resp. de cadmiumrijke zijde (zie fig. 1). 15 De plak 30 wordt gemonteerd op een werkopspaninrichting en vlak- gehoond tot een geschikte dikte, bijvoorbeeld ca. .508 mm tot ca. .762 mm.
De dikte van het cadmiumsulfide substraat 30 d.w.z. de dikte van de plak kan aanzienlijk worden gevarieerd buiten dit bereik zonder de foto-elek-trische eigenschappen van de detector nadelig te beïnvloeden. Om het 20 honen te bewerkstelligen kan de plak worden gemonteerd op een polijsthouder en geplaatst op een conventionele roterende stalen polijstplaat. Een polijstbrij, zoals aluminiumoxidepoeder met een deeltjesgrootte van 5 micron in MICRO OIL No. 1, kan elke 30 seconden worden toegevoegd. De plak kan worden gehoond aan beide zijden ter verkrijging van evenwijdige oppervlakten, 25 en het honen gaat door totdat de gewenste dikte is verkregen.
Na het honen wordt de plak gepolijst onder gebruikmaking van een polijstdoek van vilt op een roterend wiel. Het beginpolijsten wordt verricht met een diamant polijstsubstantie met een deeltjesgrootte van 1 micron, gevolgd door een eindpolijsthandeling met een polijstsubstantie 30 met deeltjes van een kwart micron. Bij voorkeur wordt de werkstukopspan-inrichting gebruikt voor het uitvoeren van de polijsthandeling.schoonge- . maakt tussen telkens twee polijsthandelingen, om vervuiling door het eerder gebruikte slijtmiddel te voorkomen. Het zal duidelijk zijn dat de verschillende lagen van de detector enkel aan het bovenste oppervlak er 35 van worden gedeponeerd. Aan het onderste oppervlak behoeven derhalve geen lap en polijsthandelingen te worden uitgevoerd.
De eindbereiding van de plak brengt met zich mee het gebruik van een ets-polijstmiddel, dat niet-éên kristallijn cadmiumsulfide verwijdert van het bovenste oppervlak van de plak en dit oppervlak een glad, 40 als een spiegel glanzende eindoppervlak geeft, dat in wezen vrij van 8100868 > f - 7 - beschadigingen is. Een wiel met zijwanden wordt toegepast om een ets-polijstoplossing vast te houden, waarvan het actieve ingrdiënt salpeterzuur of zoutzuur is. Na het etsend polijsten wordt de plak af gespoeld, gereinigd en gedroogd.
5 Nadat de plak 30 bereid is, wordt deze gemonteerd op een drager in de vorm van een glazen plaatje van 25,4 x 25,4 x 0,8128 mm om het hanteren er van te vergemakkelijken. Het glazen plaatje, dat de plak draagt, wordt geplaatst in een conventionele vacuum opdampinrichting. Hierna zal de discussie zich centreren rond de vorming van een enkele 10 detector op de bovenzijde van de cadmium sulfide plak, waarbij het duidelijk is dat een aantal van dergelijke detectoren gelijktijdig worden gevormd op diverse uit elkaar gelegen plaatsen aan de bovenzijde van de plak.
In de vacuum opdampinrichting worden diverse lagen materiaal 15 gedeponeerd op de bovenzijde van het cadmiumsulfidesübstraat 30 ter vorming van de IR-schermstructuur 32 (fig.2). De opbrengtemperaturen O o kunnen lopen van ca. 20 C tot ca. 275 C afhankelijk van het type metaal, dat gedeponeerd wordt. De Ir-schermstructuur wordt gevormd aan het bovenste oppervlak van het cadmium sulfide substraat, dat zodanig 20 gekozen is, dat het de cadmium rijke zijde van de plak is. Bij voorkeur wordt de IR-schermstructuur samengesteld uit een laag 50 van goud, die opaque is voor IR-straling, als een sandwich aangebracht tussen twee dunne lagen 52 van een hechtmetaal. De laag goud kan een dikte hebben van ca. 500 angstrom eenheden tot ca. 10.000 angstrom eenheden. Bij 25 voorkeur, wanneer de laag 50 gemaakt is van goud, is zij ca. 1500 angstrom eenheden dik. Het hechtmetaal is bij voorkeur titaan, maar kan ook aluminium, magnesium, zirconium, hafnium of legeringen van diverse combinaties er van zijn. Bij voorkeur wordt de laag goud als een sandwich aangebracht tussen twee relatief dunne lagen titaan, die elk een 30 dikte kunnen hebben van ca. 50 angstrom eenheden tot ca. 50.000 angstrom eenheden en welke bij voorkeur elk een dikte hebben van 300 angstrom eenheden.
Conventionele fotolithografische technieken worden toegepast zodat de drie lagen metaal, die de IR-schermstructuur bevatten, een 35 identieke vierkante vorm bezitten, alsmede een centraal rond venster 54 (zie fig. 2), dat het optisch actieve gebied zal zijn, waar doorheen de IR-straling kan passeren.
Na het af lijnen van de IR-schermstructuur, wordt de plak geplaatst in een inrichting voor sputter-techniek en wordt een laag 40 siliciumdioxide gedeponeerd voor het vormen van de isolerende laag 34(Fig.3).
8100868 - 8 -
Een geschikte inrichting voor het uitvoeren van de sputtertechniek wordt vervaardigd door Balzer's High Vacuum Company. De isolerende laag van siliciumdioxide bedekt de IR-schermstructuur en kan een dikte hebben van ca. 500 tot ca. 20.000 eenheden en heeft bij voorkeur een dikte 5 van ca. 5000 angstrom eenheden.
Conventionele fotolithografische technieken worden toegepast ter verkrijging van het gewenste patroon van de isolerende laag. De isolerende laag 34 (fig. 10B) heeft in het algemeen een vierkante vorm, en bezit daarin een eerste en een tweede venster. Het tweede venster 56 10 (fig. 3) komt overeen in plaats en globale vorm met het eerste venster 54 (Fig. 2) gevormd in de IR-schermstructuur 32, met uitzondering dat het venster 56 iets kleiner is. Met andere woorden, het tweede centrale venster 56 valt samen met en is iets kleiner dan het eerste centrale venster 54. Beide hebben een ronde vorm. Men zal opmerken dat in figuren 2 en 3 de 15 isolerende laag 34 de binnenranden van de IR-schermstructuur, die het venster 54 bepaalt, overlapt en met het cadmiumsulfide substraat 30 in aanraking is. Het zijvenster 58 (Fig. 3) gevormd in de isolerende laag 34 is verwijderd van het tweede centrale venster 56 en ontvangt het Ohmse kontakt 38 (fig. 10B) zoals later beschreven wordt. Het etsen van· 20 de isolerende laag 34 ter verkrijging van het zijvenster 58 resulteert in de verwijdering van een klein gedeelte van de bovenste van de beide lagen 52.
Sputtertechniek veroorzaakt beschadiging aan het bovenste oppervlak van het cadmiumsulfidesubstraat, dat op nadelige wijze de prestaties 25 van de detector kan beinvloeden. Deze beschadiging wordt verwijderd door de plak uit de gloeien op een geschikte temperatuur gedurende een vooraf bepaalde tijdsperiode, bijvoorbeeld 15 minuten bij een temperatuur van ca. 275° C.
Na het uitgloeien wordt een dunne laag fotoresist (=lichtge-30 voelige lak) toegepast als een "ophefbare" (lift-off) masker 60 (fig.4) voor de Schottky barrière metallisatie. Dit ophefbare masker bedekt de plak met uitzondering van het tweede centrale venster 56 en de binnenschouder 62 van de isolerende laag 34. Ter vorming van het ophefbare masker kan een fotolaklaag opgebracht worden over het gehele opper-35 vlak van de plak. Deze laag wordt vervolgens gemaskeerd in de gebieden, waar de fotolak moet blijven', terwijl het centrale gedeelte wordt blootgesteld aan ultraviolet licht. Het belichte fotolak materiaal wordt dan ontwikkeld en met behulp van een chemische oplossing weggewerkt, waarbij het centrale venster 56 en de schouder 62 onbedekt blijven.
40 Na de vorming van het ophefbare masker wordt de plak verplaatst 8100868 s > - 9 - in een conventionele vacuum opdampinrichting, waar twee metallisatie-lagen worden gedeponeerd over het gehele oppervlak van de plak * (niet weergegeven) door electroneribundel verdamping. Het fotolak ophefbare masker 60 wordt dan opgelost door een straal aceton op het plak-5 oppervlak te sproeien. Dit verwijdert eveneens de twee metallisatielagen behalve in het centrale venster van het fotolak ophefbare masker, zoals weergegeven in fig. 5. In die figuur is de onderste van deze twee metallisatielagen, waarvan een gedeelte rechtstreeks bovenop het substraat 30 ligt, de Schottky barrière metallisatielaag 36. De bovenste IQ van deze twee lagen is de grenslaag 42. Het is belangrijk dat de gehele onbedekte zone van het substraat in het venster 56 (Fig. 4) bedekt is door de laag 36. Daarom is het ophefbare masker afgelijnd om zowel het venster 56 als de schouder 62 onbedekt te laten. Dit resulteert in de vorming van een paar ringvormige lagen 36' en 42' (Fig. 5) aan de 15 bovenzijde van de schouder 62. Zoals hierna toegelicht zal worden, wordt het centrale gedeelte van de grenslaag 42 weggeêtst en blijft de omtrek ervan (42A in fig.9) over om te voorkomen dat de barrière kontakt metallisatie de eigenschappen van de Schottky barrière gevormd op de overgang tussen de metaallaag 36 en het cadmiumsulfide substraat 30, 20 nadelig beinvloedt.
De Schottky barrière metaallaag 36 kan gemaakt zijn uit platina, goud, iridium of legeringen van diverse combinaties ervan. Bij voorkeur wordt de laag 36 gemaakt uit platina. De laag 36 moet voldoende dun zijn om in hoofdzaak transparant te zijn voor zowel UV- als IR-stra-25 ling.
Bij voorbeeld indien de laag 36 gemaakt is van platina, kan zij een dikte hebben van ca. 5 angstromeenheden tot ca. 50 angstrom eenheden, en bij voorkeur 15 angstrom eenheden. De dikte van het platina wordt geregeld in een bereik tussen - 5 angstrom eenheden, zoals bepaald 30 door meting met een Talystep I profielmeter.
De grenslaag 42 kan gemaakt zijn uit goud, wolfram, een nikkel-chroom legering, iridium, rhenium, paladium, rhodium of legeringen van diverse combinaties ervan. Bij voorkeur wordt de laag 42 gemaakt van goud en bezit een dikte van ca. 100 tot ca. 300 angstrom 35 eenheden. De lagen 36 en 42 kunnen in elk geval niet beide gemaakt worden van het zelfde metaal.
Vervolgens wordt de plak 30 opnieuw geplaatst in de vacuum inrichting waar zij wordt verhit tot een geschikte temperatuur tussen ca. 20° C en ca. 235° C afhankelijk van het type Ohms en barrière 40 kontakt metallisatie dat zal worden toegepast. Bij voorkeur wordt de 8100868 ** 'Ϋ - 10 - plak verhit tot ca. 175° C. Daarna wordt een kontakt hecht laag 66 met een dikte van ca. 50 angstrom eenheden tot ca. 5000 angstrom eenheden, en bij voorkeur ca. 300 angstrom eenheden (Pig. 6) gedeponeerd over het gehele oppervlak van de plak. Bij voorkeur wordt deze kontakthecht-5 laag gemaakt uit titaan, ofschoon nikkel-chroomlegering, chroom of wolfram eveneens kunnen worden gebruikt. Terwijl zij zich nog steeds bevindt in de vacuuminrichting wordt een kontakt metallisatielaag 68 (Fig. 6) gedeponeerd over de zojuist gedeponeerde kontakt hechtlaag. Deze kontakt metallisatielaag kan gemaakt zijn uit goud of aluminium. Bij voorkeur 10 wordt de kontakt metallisatielaag 68 gemaakt uit goud en bezit een dikte van ca. 1000 tot ca. 2000 angstrom eenheden.
De .plak wordt verwijderd uit de vacuuminrichting en wordt bekleed over haar gehele oppervlak met een (niet weergegeven) fotolaklaag. Een geschikt omgekeerd beeld wordt gemaakt in deze fotolaklaag, zodat 15 een paar kontakt kussentjes 70 en 72 (fig. 7) door electrolyse kan worden opgebracht op de plak teneinde het Ohmse en het barrière kontakt 38 resp. 40 te voltooien, zoals weergegeven.
Het kussentje 70 vult volledig het zijvenster 58 en bezit oppervlakken die gebonden zijn aan een paar trapvormige laaggedeelten 68A 20 en 68B van de kontakt metallisatielaag 168. Het kussentje 72 bezit een onderste cilindrisch gedeelte, geplaatst binnen de oppervlakken van het centrale venster 36, die gebonden zijn aan een paar trapvormige laaggedeelten 68C en 68D van de laag 68.
De kussentjes 70 en 72 worden gemaakt van het zelfde type 25 metaal als de kontakt metallisatielaag 68. Bij voorkeur zijn ze gemaakt uit goud, dat opgebouwd wordt door electrolytische bekleding totdat de gecombineerde dikte van het kussentje 70 en het laaggedeelte 68A of van het kussentje 72 en het laaggedeelte 68C ca. 50.000 angstrom eenheden bedraagt.
30 Na de hiervoorgenoemde electrolytische bekleding, wordt de fotolak verwijderd en de gedeelten van de kontakt metallisatielaag 66, die zich niet bevinden onder de langs electrolytische weg beklede kussentjes 70 en 72, worden weggeetst zoals weergegeven in figuur 8. Vervolgens worden de gedeelten van de kontakthechtlaag 66, die zich 35 niet onder de kussentjes 70 en 72 bevinden, weggeetst, zoals weergege— ven in fig. 9. Hierdoor blijven het Ohmse kontakt 38 en het barrière kontakt 40 van elkaar geïsoleerd. Aldus wanneer men figuren 8 en 9 tezamen beschouwd, kan men zien dat het voltooide Ohmse kontakt 38 bestaat uit de laag gedeeltes 66A, 66B, 68A en 68B en het kussentje 70.
40 Op soortgelijke wijze bestaat het voltooide barrière kontakt 40 uit de 8100868 - 11 - laaggedeeltes 66c, 66d, 68c en 68d en het kussentje 72. Tenslotte wordt het gedeelte van de grenslaag 42 (Fig. 8) dat zich niet bevindt onder het kussentje 72, weggeetst, waardoor de Schottky barrière metaallaag 36 onbedekt/ dus rechtstreeks toegankelijk is, zoals weergegeven in fig. 9.
5 De overblijvende grenslaagring 42A (fig. 9) van de grenslaag ligt over de omtrek van de Schottkylaag 36 heen. Dit voorkomt dat het kontakt-hecht-laaggedeelte 66c, dat bij voorkeur gemaakt is van titaan, de eigenschappen van de tusseij^e laag 36 en het cadmiumsulfide substraat 30 gevormde Schottky barrière nadelig beinvloedt. De grenslaagring 42A is niet 10 absoluut noodzakelijk en kan worden weggelaten, indien de kontakt hecht-laag 66 gemaakt is uit een metaal, dat geen kontakt van het Ohmse type zal vormen tussen de laag 66c en de Schottky barrière metaallaag 36.
Vervolgens wordt de plak gemonteerd met de bovenkant omlaag op een werkstuk-opspan inrichting geschikt om te worden gelapt, zodat het 15_ onbewerkte onderste oppervlak van de plak nu naar boven gekeerd is. Het is noodzakelijk om beschadiging te voorkomen van de diverse lagen materiaal, die gedeponeerd zijn op het bovenste oppervlak van de plak. Daarom wordt een hoeveelheid was opgebracht op de werkstuk-opspan inrichting om te voorkomen dat de detector in kontakt komt met de metaalgedeelten van de 20 opspaninrichting voor het lappen van een werkstuk. De onderste zijde van de plak wordt gelapt tot een geschikte dikte, zoals 0,01524 mm, en het onderste oppervlak wordt gepolijst zoals hiervoor beschreven in samenhang met het lappen en polijsten van het bovenste oppervlak. Men zal begrijpen'dat de lap- en polijsthandelingen van het onderste oppervlak 25 noodzakelijk zijn, alleen indien er daarop lagen moeten worden gedeponeerd, bijvoorbeeld bij de vorming van Ohmse kontakten tot de onderste oppervlakken van het cadmium sulfide substraat, of wanneer de inrichting moet worden gebruikt in een detector van het sandwich type.
Voorts is de einddikte van het substraat niet kritisch. De 30 uiteindelijke dikte ervan wordt enkel beperkt in die zin dat het gewenst is om de gereedgekomen detector zodanig te configureren dat deze de vorm aanneemt van een relatief platte chip of plaatje.
Nadat het onderste oppervlak van de plak gelapt en gepolijst is, wordt de plak gedemonteerd uit de werkstuk-opspaninrichting, schoon-35 gemaakt en gedroogd. Geschikte schoonmaak- en drooghandelingen worden geopenbaard in het Amerikaanse octrooischrift 4,000.502. De detector wordt getest op speldeg-atjes in de IR-schermstructuur 32. De aanwezigheid van dergelijke speldegaatjes is ongewenst, aangezien zij vreemde straling mogelijk maken door het cadmium sulfide substraat op plaatsen 40 anders dan het centrale venster 56.
8100868 « ï - 12 -
Deze straling zal de juiste werking hinderen van een IR-sensor die geplaatst is beneden het cadmium sulfide substraat, wanneer de detector wordt gebruikt in een UV/IR sandwich configuratie.
De plak wordt gemonteerd op een voetstuk en wordt gedobbel-5 steend in individuele detectors onder gebruikmaking van een geschikte zaag en slijpspecie. Een geschikte zaag wordt in de handel gebracht door South Bay Technology. Zij omvat een plak met een diameter, die een afmeting?.· heeft van 0,127 mm. De slijpspecie kan bestaan uit aluminiumoxide poeder met een deeltjesgrootte van 5 micron in glycerol en water.
10 Tenslotte worden de gouden aansluitdraden 46 en 48 (Fig. 10A) bevestigd aan het Ohmse en het barrière kontakt 36 resp. 40, door thermo-compressie of thermosóne binding. Apparaten zijn in de handel voor het bevestigen van de aansluitingen op deze wijze met hoge snelheid, en deze hoge snelheidbinding wordt vergemakkelijkt doordat het Ohmse en 15 het barrière kontakt zich bevinden aan de zelfde zijde van het substraat. Geen geleidende epoxy behoeft te worden aangébracht op de aansluitingen te bevestigen aan de betreffende kontakten. De thermo-compressie binding-techniek resulteert in de vorming van paddestoelachtige lobben 74 aan de einden van de draden, die stevig gebonden worden aan de gouden kontakt 20 kussentjes 70 en 72, aannemende dat goud gebruikt is als de kontakt metallisatie. In fig. 10A zijn de verhogingen van de lagen 42A, 66C en 68C, die het centrale venster 56 omgeven, getekend.
Het voorafgaande proces, waardoor de diverse lagen van de detector worden opgebouwd, resulteert in de vorming van een gecompenseerde 25 laag 76 (Fig. 10A) nabij het bovenste oppervlak van het substraat 30.
De onderste planaire grens ervan is aangegeven door de stippellijn in fig. 10A. Deze gecompenseerde laag vormt een lawinegebied, dat de detector beschermt, wanneer een buitensporige spanning daarop wordt aangelegd.
Dit kan plaatsvinden wanneer statische electriciteit zich ontlaacfcuit een 30 persoon in de inrichting via aangehechte kontakten, zoals sondes, ver-zamelkasten etc. Een onbeschermde detector kan een potentiaal verschil ontwikkelen van honderden Volt over de isolerende laag 34. Een dergelijk spanningspotentiaal kan een dielektrische doorslag opwekken in de isolerende laag, die een permanente beschadiging kan veroorzaken aan de 35 detector. De gecompenseerde laag 76 stelt het elektrische veld binnen het cadmiumsulfide substraat in staat om zich sneller op te bouwen dan het doet in de isolerende laag. Wanneer het electrische veld in het cadmium sulfidesubstraat een bepaald drempelniveau overschrijdt, wordt een geleidingspad gevormd binnen het halfgeleidersubstraat door middel 40 van een lawine-effekt.
81 0 08 6 8 - 13 -
Wanneer de potentiaalspanning zich ontlaadt- houdt de elektrische stroom op en resulteert er geen permanente beschadiging in de detector.
Fig. 11 toont een tweede uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding in de vorm van een UV/IR detector van het sandwich type. Het 5 bovenste gedeelte van deze detector is de eerste uitvoeringsvorm van de zojuist beschreven UV-detector van figuren 10A en 10B. Het onderste gedeelte van deze UV/IR-detector is een IR-sensor 78 in de vorm van een geschikte P-N keerlaag fotoelektrische diode. Een geschikte diode gebruikt indium antimonide halfgeleidermaterialen. Bij voorkeur is de 10 IR-sensor 78 op zeer geringe afstand verwijderd van het onderste oppervlak van de UV-detector. Met andere woorden, de P-N-halfgeleidermateria-len, die de IR-sensor vormen, zijn niet rechtstreeks gebonden aan het onderste oppervlak van het cadmium sulfide substraat van de UV-detector. De IR-schermstructuur 32 van de UV-detector strekt zich bij voorkeur uit 15 voorbij de zijranden van de IR-sensor 78, zodat deze sensor IR-straling slechts ontvangt via het centrale venster 56 van de UV-detector.
Het is bekend dat siliciumdioxide slechts de bindingseigenschappen vertoont ten aanzien van bepaalde cadmiumsulfide oppervlakken.
. De derde uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding, weergegeven 20 in figuren 12-20 overwint dit probleem en verzekert daarbij de betrouwbaarheid van de isolerende laag. In alle figuren 1-21 worden zelfde onderdelen aangegeven met de zelfde verwijzingscijfers, behalve waar dit anders vermeld wordt. De aanvankelijke stappen van het proces voor het vormen van de derde uitvoeringsvorm zijn de zelfde als die zijn 25 toegelicht in samenhang met figuren 1 en 2. Nadat de IR-schermstructuur 32 gevormd is, wordt de plak geplaatst in een inrichting voor sputter-techniek, waar het voorverhit wordt en een eerste relatief dunne laag 80 van siliciumdioxide (Fig.12), die een dikte meet van ca. 1000 angstrom eenheden, wordt gedeponeerd, zodat het gehele oppervlak van de plak wordt 30 bedekt.
Op deze laag wordt dan een patroon aangebracht onder gebruikmaking van fotolithografische technieken voor het produceren van het eerste venster 58, dat eerder beschreven werd in samenhang met de eerste uitvoeringsvorm. Ook nu weer wordt schade veroorzaakt door het cadmium-35 sulfide substraat als gevolg van het sputterproces, verwijderd door de plak uit te gloeien gedurende ca. 15 minuten bij een temperatuur van ca. 275° C.
Na het uitgloeien worden de Schottky barrière metalen 36 en de begrenzingsmetallisatielaag 42 gedeponeerd en afgelijnd zoals weergege-40 ven in figuren 13 en 14, waarbij de processtappen soortgelijk zijn aan 8100868 s * i - 14 - die beschreven in samenhang met figuren 4 en 5.
Vervolgens wordt de plak opnieuw geplaatst in de inrichting voor sputtertechniek en wordt een tweede relatief dikke laag 82 van siliciumdioxide (fig. 15}, die een dikte van ca. 4000 angström-eenheden 5 meet, gedeponeerd boven op de eerste laag van siliciumdioxide 80.
Fotolithografische technieken worden opnieuw toegepast teneinde de tweede isolerende laag 82 af te lijnen ter verschaffing van het eerste en het tweede venster 56 resp. 58. Dit keer echter wordt de tweede laag siliciumdioxide afgelijnd ter verschaffing van een venster 56' met een iets 10 kleinere actieve zóne dan geëtst werd in de eerste laag van siliciumdioxide 80. Een enkele ets-stap verwijdert gedeelten van zowel van de isolerende lagen 80 en 82 als van de bovenste van de lagen 52 ter verschaffing van het venster 58.
De kontakt hechtlaag 66 en de kontakt metallisatielaag 68 15 worden gedeponeerd aan de bovenzijde van de plak (16) op soortgelijke wijze als eerder beschreven in samenhang met figuur 6 van de eerste uitvoeringsvorm. De kontaktkussentjes 70 en 72 worden opgebouwd door electrolytische bekleding zoals weergegeven in figuur 17. En op soortgelijke wijze als de eerste uitvoeringsvorm worden de gedeelten van de 20 lagen 66 en 68, die zich niet bevinden onder de kontaktkussentjes 70 en 72 successievelijk weggeëtst zoals weergegeven in figuren 18 en 19.
Dit isoleert het Ohmse en het barrière kontakt 38 resp. 40 van elkaar.
En zoals weergegeven in figuur 19 wordt het onbedekte gedeelte van de grenslaag 42 weggeetst in het centrale venster 56, waarin de grenslaag-25 ring 42A achterblijft.
Tenslotte zoals weergegeven in figuur 20, worden de gouden draad aansluitingen 46 en 48 bevestigd aan het Ohmse en het barrière kontakt 38 resp. 40 door thermo-compressie of thermosone binding, zoals werd gedaan bij de eerste uitvoeringsvorm. De werking van het onderste 30 oppervlak van de plak, het zagen van de plak in individuele detector eenheden, en tenslotte het testen van elke individuele detector kan dan worden bewerkstelligd zoals samengevat in verband met de eerste uitvoeringsvorm. Het zal duidelijk zijn aan een deskundige op dit gebied van de techniek, dat de uitvinding kan worden gewijzigd zowel in opstelling 35 als in detail. Dergelijke wijzigingen vallen echter onder de bescher-mingsomvang van de onderhavige uitvinding.
40 8100868

Claims (25)

1. Schottky barrière foto-elektrische detektor geschikt voor het detecteren van ultra-violette en infrarode straling/ bevattende: een cadmium sulfide (C£iS) substraat met boven- en onderoppervlak; een infrarode schermstructuur/ gelegen over het bovenoppervlak van het substraat, inclusief een laag materiaal, dat in hoofdzaak opaque is voor iR-straling waarbij de schermstructuur zodanig ontworpen is, dat een eerste centraal venster daarin verschaft wordt; een isolerende laag, die de IR-scherm-structuur bedekt, en een tweede centraal venster en een zijvenster daarin bezit, terwijl het tweede centrale venster samenvalt met en iets kleiner is dan het eerste centrale venster; waarbij een Schottky barrière metallisatielaag geplaatst is binnen het tweede centrale venster en volledig het gedeelte van het daarin gelegen substraat bedekt, terwijl de Schottky barrière metallisatielaag voldoende dun is zodat het in hoofdzaak transparant is voor UV- en IR-straling, waarbij middelen geplaatst zijn boven het bovenoppervlak van het substraat voor het verschaffen van een barrière kontakt, dat zich uitstrekt door het tweede centrale venster en een belangrijk gedeelte van de Schottky barrière metallisatielaag onbedekt laat, en middelen geplaatst boven het bovenoppervlak van het substraat voor het verschaffen van Ohms kontakt, dat zich uitstrekt door het zijvenster.
2. Detector volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de isolerende laag gemaakt is uit siliciumdioxide.
3. Detector volgens conclusie 1 of 2,. gekenmerkt door een grenslaag geplaatst tussen de barrière kontaktmiddelen en de Schottky barrière metallisatielaag, waarbij de grenslaag gemaakt is uit een materiaal dat voorkomt dat de barrière kontaktmiddelen de eigenschappen benadelen van de Schottky barrière gevormd door de keerlaag van het substraat en de Schottky barrière metallisatielaag.
4. Detector volgens een der voorafgaande conclusies, met het kenmerk, dat de IR-schermstructuur een laag goud omvat, die als een sandwich aangebracht is tussen twee lagen van een materiaal, zoals titaan, aluminium, magnesium, zirconium of hafnium.
5. Detector volgens een der voorafgaande conclusies, met het kenmerk, dat de Schottky barrière metallisatielaag gemaakt is uit een materiaal, zoals platina, goud of iridium.
6. Detector volgens een der voorafgaande conclusies, met het kenmerk, dat de grenslaag gemaakt is uit een materiaal, zoals goud, wolfram, een nikkel-chroom legering, iridium, rhenium, paladium of rhodium. 8100868 ' · * * - ' - 16 -
7. Detector volgens een der voorafgaande conclusies, met het kenmerk, dat de barrière-en Ohmse kontaktmiddelen elk een onderste kontakt hechtlaag omvatten, gemaakt uit een materiaal zoals titaan, wolfram, een nikkel-chroom legering of chroom en een bovenste kontakt- 5 kussentje, gemaakt uit een'materiaal, zoals goud of aluminium.
8. Detector volgens een der voorafgaande conclusies, gekenmerkt door een paar gouden aansluitdraden, die elk een einde bezitten, dat Via thermo-compressie gebonden is aan een der barrière- en Ohmse kontaktmiddelen.
9. Detector volgens een der voorafgaande conclusies, gekenmerkt door een IR-stralingssensor, die dicht nabij het onderste oppervlak van het substraat geplaatst is, rechtstreeks onder het eerste en het tweede centrale venster, waarbij de IR-schermstructuur zich uitstrekt tot voorbij de zijranden van de IR-sensor.
10. Detector volgens een der voorafgaande conclusies, gekenmerkt door een gecompenseerde laag in het substraat nabij het bovenste oppervlak er van, waardoor een lawinegebied gevormd wordt, dat de detector beschermt, wanneer een buitensporige spanning daaraan aangelegd wordt.
11. Werkwijze voor het vervaardigen van een Schottky barrière 20 foto-elektrische detector, met het kenmerk, dat een plak afgesneden wordt van een kristallijn CdS-gietblok (ingot) , welke plak een bovenste en een onderste vrijwel evenwijdig plat oppervlak bezit, welke oppervlakken loodrecht staan op de C-as van het hexagonale kristal van het CdS; dat het bovenoppervlak van de plak wordt gehoond, gepolijst en ge-25 etst voor het produceren van een substraat, dat een glad bovenoppervlak en onderoppervlak bezit; dat een IR-schermstructuur wordt gedeponeerd en af gelijnd op het bovenoppervlak van het substraat, waaronder een laag materiaal, dat vrijwel opaque is voor IR-straling, waarbij de scherm-structuur een eerste centraal venster daarin bezit, terwijl een isoleren-30 de laag wordt gedeponeerd en af gelijnd over de IR-schermstructuur, waarbij de isolerende laag een tweede centraal venster en een zij-venster daarin bezit, terwijl het tweede centrale venster samenvalt met en iets kleiner is dan het eerste centrale venster; waarbij een Schottky barrière metallisatielaag wordt gedeponeerd en afgelijnd binnen het tweede 35 ventrale venster, zodat het volledig het gedeelte bedekt van het daarin gelegen substraat, terwijl de Schottky barrière metallisatilaag voldoende dun is, zodat het vrijwel transparant is voor uv- en IR-straling; en barrière en Ohmse kontakten worden gedeponeerd en afgelijnd, die zich uitstrekken boven het bovenoppervlak van het substraat door het tweede 40 centrale venster resp. het zijvenster, waarbij het barrière kontakt een 8100868 < ~i - 17 - belangrijk deel van de Schottky barrière metallisatielaag onbedekt laat.
12. Werkwijze volgens conclusie 11, met het kenmerk, dat de maatregel van het deponeren en aflijnen van een grenslaag tussen het barrière kontakt en de Schottky barrière metallisatielaag plaats vindt 5 alvorens het barrière kontakt gedeponeerd en afgelijnd wordt, waarbij de grenslaag voorkomt, dat het barrière kontakt een nadelige invloed uitoefent op de eigenschappen van de Schottky barrière, gevormd door de junctie van het bovenste oppervlak van het substraat en de Schottky barrière metallisatielaag, waarbij de grenslaag gemaakt is uit een 10 materiaal zoals goud, wolfram, een nikkel-chroom legering, iridium, rhenium, paladium of rhodium.
13. Werkwijze volgens conclusie 11 of 12, met het kenmerk, dat de isolerende laag gemaakt wordt uit siliciumdioxide en een dikte heeft van ca. 500 tot ca. 20.000 angstrom eenheden.
14. Werkwijze volgens een der conclusies 11-13, met het kenmerk, dat de maatregel om een isolerende laag te deponeren en af te lijnen, het deponeren en aflijnen omvat van een eerste laag siliciumdioxide over de IR-schermstructuur, waarbij de eerste laag siliciumdioxide een eerste venster gedeelte bezit, dat samenvalt met en iets kleiner is 20 dan het eerste centrale venster, waarna een tweede isolerende laag gemaakt uit siliciumdioxide gedeponeerd wordt over de eerste laag siliciumdioxide, en een tweede venstergedeelte in de tweede isolerende laag gevormd wordt, waarbij het tweede venstergedeelte samenvalt met en iets kleiner is dan het eerste venstergedeelte, terwijl het eerste en 25 het tweede venstergedeelte tezamen het tweede centrale venster vormen, en het zijvenster gevormd wordt, dat zich uitstrekt door de eerste en de tweede isolatielaag naar de laag materiaal in de IR-schermstructuur, die vrijwel opaque is voor IR-straling.
15. Werkwijze volgens een der conclusies 11-14, met het kenmerk, 30 dat thermo-compressie wordt toegepast, waarbij de einden van een paar gouden aansluitdraden gebonden worden aan de barrière resp. Ohmse kontakten.
16. Werkwijze volgens een der conclusies 11-15, met het kenmerk dat de maatregel voor het deponeren en af lijnen van de IR-schermstructuur, de vorming omvat van een laag goud, die als een sandwich aangebracht is 35 tussen een eerste en een tweede laag materiaal, zoals titaan, aluminium, magnesium, zirconium of hafnium.
17. Werkwijze volgens een der conclusies 11-16, met het kenmerk, dat de Schottky barrière metallisatielaag gemaakt is uit een materiaal zoals platina, goud of iridium. 40 18. .Werkwijze volgens een der conclusies 11-17, met het kenmerk, 8100868 ' > > - 18 - dat de barrière en Ohmse kontakten elk een onderste kontakt hechtlaag omvatten, gemaakt uit een materiaal, zoals titaan, een nikkel-chroomlege-ring, wolfram of chroom en een bovenste kontaktkussentje, gemaakt uit een materiaal, zoals goud of aluminium.
19. Werkwijze volgens een der conclusies 11-18, met het kenmerk, dat de maatregel van het deponeren en aflijnen van de IR-schermstructuur de vorming omvat van een laag goud, die als een sandwich aangebracht wordt tussen een eerste en een tweede laag van titaan, waarbij elk der eerste en tweede lagen van titaan een dikte bezitten van ca. 50 tot ca. 5000 10 angstrom eenheden en de goudlaag een dikte bezit van ca. 500 tot ca. 10.000 angstrom eenheden.
20. Werkwijze volgens een der conclusies 11-19, met het kenmerk, dat de SChottky barrière metallisatielaag gemaakt wordt uit platina en een dikte bezit van ca. 5 tot ca. 50 angstrom eenheden.
21. Werkwijze volgens conclusie 12, met het kenmerk, dat de grenslaag gemaakt is uit goud en een dikte bezit van ca. 100 tot ca. 300 angstrom eenheden.
22. Werkwijze volgens een der conclusies 11-21, met het kenmerk, dat de maatregel van het deponeren en aflijnen van de barrière en Ohmse 20 kontakten het deponeren omvat van een kontakt hechtlaag, gemaakt uit titaan, die een dikte bezit van ca. 50 tot ca. 5000 angstrom eenheden, gevolgd door het deponeren van een kontakt metallisatielaag gemaakt uit goud, die een dikte bezit van ca. 1000 tot ca. 2000 angstrom eenheden, gevolgd door het electrolitisch bekleden van de barrière en Ohmse kontaktkussentjes, 25 gemaakt uit goud op de kontakt metallisatielaag zodat de kontaktkussentjes zich uitstrekken boven de isolerende laag.
23. Werkwijze volgens conclusie 14, met het kenmerk, dat de eerste isolerende laag van siliciumdioxide relatief dun is in vergelijking met de dikte van de tweede isolerende laag van siliciumdioxide.
24. Werkwijze volgens conclusie 23, met het kenmerk, dat de eerste isolerende laag van siliciumdioxide een dikte bezit van ca. 1000 angstrom eenheden en de tweede isolerende laag van siliciumdioxide ca.4000 angstrom eenheden dik is.
25. Werkwijze volgens een der conclusies 11-24, met het kenmerk, 35 dat de maatregel van het deponeren en aflijnen van de IR-schermstructuur de vorming omvat van een goudlaag van ca. 1500 angstrom eenheden dik, die als een sandwich aangebracht is tussen een eerste en een tfaeede laag titaan, waarbij elk der eerste en tweede lagen titaan een dikte bezitten van ca. 1500 angstrom eenheden.
26. Werkwijze volgens een der conclusies 11-25, met het kenmerk, 8100868 - 19 - dat de Schottky barrière metallisatielaag gemaakt is uit platina, en ca. 15 angstrom eenheden dik is. ---++--- 8100868
NLAANVRAGE8100868,A 1980-03-07 1981-02-20 Schottky barriere fotodetector. NL189790C (nl)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12832580 1980-03-07
US06/128,325 US4319258A (en) 1980-03-07 1980-03-07 Schottky barrier photovoltaic detector

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NL8100868A true NL8100868A (nl) 1981-10-01
NL189790B NL189790B (nl) 1993-02-16
NL189790C NL189790C (nl) 1993-07-16

Family

ID=22434786

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NLAANVRAGE8100868,A NL189790C (nl) 1980-03-07 1981-02-20 Schottky barriere fotodetector.

Country Status (18)

Country Link
US (1) US4319258A (nl)
JP (2) JPS56135983A (nl)
KR (1) KR840001796B1 (nl)
AU (1) AU519933B2 (nl)
BE (1) BE887599A (nl)
CA (1) CA1159133A (nl)
CH (1) CH641913A5 (nl)
DE (2) DE3153186C2 (nl)
DK (1) DK157584C (nl)
ES (1) ES8206849A1 (nl)
FR (1) FR2477779B1 (nl)
IL (1) IL62119A (nl)
IT (1) IT1170735B (nl)
MY (1) MY8500875A (nl)
NL (1) NL189790C (nl)
NO (1) NO159627C (nl)
PT (1) PT72551B (nl)
SE (1) SE459055B (nl)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4533933A (en) * 1982-12-07 1985-08-06 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Schottky barrier infrared detector and process
JPS59161083A (ja) * 1983-02-28 1984-09-11 Yokogawa Hewlett Packard Ltd フオト・ダイオ−ド
FR2557371B1 (fr) * 1983-12-27 1987-01-16 Thomson Csf Dispositif photosensible comportant entre les detecteurs des zones opaques au rayonnement a detecter, et procede de fabrication
JPS60253958A (ja) * 1984-05-31 1985-12-14 Sharp Corp センサ
US4942442A (en) * 1986-04-11 1990-07-17 American Telephone And Telegraph Company, At&T Bell Laboratories Device including a radiation sensor
US4789645A (en) * 1987-04-20 1988-12-06 Eaton Corporation Method for fabrication of monolithic integrated circuits
JPS63183128U (nl) * 1987-05-18 1988-11-25
DE3876869D1 (de) * 1987-06-22 1993-02-04 Landis & Gyr Betriebs Ag Photodetektor fuer ultraviolett und verfahren zur herstellung.
JPH02149632U (nl) * 1989-05-22 1990-12-20
US4990988A (en) * 1989-06-09 1991-02-05 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Laterally stacked Schottky diodes for infrared sensor applications
US5557148A (en) * 1993-03-30 1996-09-17 Tribotech Hermetically sealed semiconductor device
US5406122A (en) * 1993-10-27 1995-04-11 Hughes Aircraft Company Microelectronic circuit structure including conductor bridges encapsulated in inorganic dielectric passivation layer
KR100211070B1 (ko) * 1994-08-19 1999-07-15 아끼구사 나오유끼 반도체 장치 및 그 제조방법
DE102005027220A1 (de) * 2005-06-13 2006-12-14 Siemens Ag Festkörperdetektor zur Aufnahme von Röntgenabbildungen
US9929192B1 (en) * 2016-09-28 2018-03-27 Raytheon Company Ultraviolet (UV) schottky diode detector having single crystal UV radiation detector material bonded directly to a support structure with proper c-axis orientation
US9985058B2 (en) 2016-09-28 2018-05-29 Raytheon Company Dual band ultraviolet (UV) and infrared radiation detector

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3806779A (en) * 1969-10-02 1974-04-23 Omron Tateisi Electronics Co Semiconductor device and method of making same
US3969751A (en) * 1974-12-18 1976-07-13 Rca Corporation Light shield for a semiconductor device comprising blackened photoresist
US3980915A (en) * 1974-02-27 1976-09-14 Texas Instruments Incorporated Metal-semiconductor diode infrared detector having semi-transparent electrode
US4000502A (en) * 1973-11-05 1976-12-28 General Dynamics Corporation Solid state radiation detector and process
US4001858A (en) * 1974-08-28 1977-01-04 Bell Telephone Laboratories, Incorporated Simultaneous molecular beam deposition of monocrystalline and polycrystalline iii(a)-v(a) compounds to produce semiconductor devices
US4034396A (en) * 1974-05-24 1977-07-05 Nippon Electric Company, Ltd. Light sensor having good sensitivity to visible light
US4035197A (en) * 1976-03-30 1977-07-12 Eastman Kodak Company Barrier type photovoltaic cells with enhanced open-circuit voltage, and process of manufacture

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2688564A (en) * 1950-11-22 1954-09-07 Rca Corp Method of forming cadmium sulfide photoconductive cells
US2820841A (en) * 1956-05-10 1958-01-21 Clevite Corp Photovoltaic cells and methods of fabricating same
US2844640A (en) * 1956-05-11 1958-07-22 Donald C Reynolds Cadmium sulfide barrier layer cell
DE1223472B (de) * 1957-10-07 1966-08-25 Lab Fuer Strahlungstechnik G M Lichtempfindlicher Gleichrichter
NL280579A (nl) * 1961-07-10
BE630443A (nl) * 1962-04-03
US3386894A (en) * 1964-09-28 1968-06-04 Northern Electric Co Formation of metallic contacts
US3571915A (en) * 1967-02-17 1971-03-23 Clevite Corp Method of making an integrated solar cell array
US3577631A (en) * 1967-05-16 1971-05-04 Texas Instruments Inc Process for fabricating infrared detector arrays and resulting article of manufacture
US3560812A (en) * 1968-07-05 1971-02-02 Gen Electric High selectively electromagnetic radiation detecting devices
US3597270A (en) * 1968-08-15 1971-08-03 Trw Inc Inverted solid state diode
NL7007171A (nl) * 1970-05-16 1971-11-18
DE2112812C2 (de) * 1971-03-17 1984-02-09 Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt Halbleiterbauelement mit gitterförmiger Metallelektrode und Verfahren zu dessen Herstellung
US3888697A (en) * 1971-10-23 1975-06-10 Licentia Gmbh Photocell
GB1384028A (en) * 1972-08-21 1974-02-12 Hughes Aircraft Co Method of making a semiconductor device
DE2445548A1 (de) * 1974-09-24 1976-04-01 Baldwin Co D H Photoelement
US4016643A (en) * 1974-10-29 1977-04-12 Raytheon Company Overlay metallization field effect transistor
DE2732933C2 (de) * 1977-07-21 1984-11-15 Bloss, Werner H., Prof. Dr.-Ing., 7065 Winterbach Verfahren zum Herstellen von Dünnschicht-Solarzellen mit pn-Heteroübergang
JPS6244825A (ja) * 1985-08-22 1987-02-26 Nec Corp 端末装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3806779A (en) * 1969-10-02 1974-04-23 Omron Tateisi Electronics Co Semiconductor device and method of making same
US4000502A (en) * 1973-11-05 1976-12-28 General Dynamics Corporation Solid state radiation detector and process
US3980915A (en) * 1974-02-27 1976-09-14 Texas Instruments Incorporated Metal-semiconductor diode infrared detector having semi-transparent electrode
US4034396A (en) * 1974-05-24 1977-07-05 Nippon Electric Company, Ltd. Light sensor having good sensitivity to visible light
US4001858A (en) * 1974-08-28 1977-01-04 Bell Telephone Laboratories, Incorporated Simultaneous molecular beam deposition of monocrystalline and polycrystalline iii(a)-v(a) compounds to produce semiconductor devices
US3969751A (en) * 1974-12-18 1976-07-13 Rca Corporation Light shield for a semiconductor device comprising blackened photoresist
US4035197A (en) * 1976-03-30 1977-07-12 Eastman Kodak Company Barrier type photovoltaic cells with enhanced open-circuit voltage, and process of manufacture

Also Published As

Publication number Publication date
JPS62216276A (ja) 1987-09-22
KR830005727A (ko) 1983-09-09
IL62119A0 (en) 1981-03-31
DE3153186C2 (de) 1985-10-10
IT1170735B (it) 1987-06-03
CH641913A5 (fr) 1984-03-15
NO810570L (no) 1981-09-08
PT72551B (en) 1982-03-12
SE8100885L (sv) 1981-09-08
JPH0421353B2 (nl) 1992-04-09
DE3106215A1 (de) 1982-01-21
AU519933B2 (en) 1982-01-07
JPS6244825B2 (nl) 1987-09-22
DK77181A (da) 1981-09-08
DK157584C (da) 1990-07-02
AU6737481A (en) 1981-09-24
NL189790C (nl) 1993-07-16
FR2477779A1 (fr) 1981-09-11
BE887599A (fr) 1981-08-20
KR840001796B1 (ko) 1984-10-20
DK157584B (da) 1990-01-22
CA1159133A (en) 1983-12-20
DE3106215C2 (de) 1985-06-27
MY8500875A (en) 1985-12-31
ES499645A0 (es) 1982-08-16
FR2477779B1 (fr) 1986-04-25
PT72551A (en) 1981-03-01
IL62119A (en) 1983-11-30
JPS56135983A (en) 1981-10-23
NL189790B (nl) 1993-02-16
SE459055B (sv) 1989-05-29
US4319258A (en) 1982-03-09
NO159627B (no) 1988-10-10
ES8206849A1 (es) 1982-08-16
IT8147840A0 (it) 1981-02-19
NO159627C (no) 1989-01-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NL8100868A (nl) Schottky barriere foto-elektrische detector.
US6046068A (en) Forming contacts on semiconductor substrates radiation detectors and imaging devices
US6147390A (en) Solid-state imaging device with film of low hydrogen permeability including openings
US4355456A (en) Process of fabricating a Schottky barrier photovoltaic detector
US6410922B1 (en) Forming contacts on semiconductor substrates for radiation detectors and imaging devices
US5623158A (en) Infrared sensing device
US4345021A (en) Solid-state image pickup element and process for fabricating the same
JPH06326293A (ja) 光検出装置
US20180151777A1 (en) Method for producing an optoelectronic device with a contact area of accurately and reproducibly defined size
EP1554759A2 (en) Formation of contacts on semiconductor substrates
US5466331A (en) Elevated thin film for ceramic materials
US4447720A (en) Solid-state image pickup element and process for fabricating the same
US5847390A (en) Reduced stress electrode for focal plane array of thermal imaging system and method
JP2002299594A (ja) 赤外線反射膜を有する固体撮像素子及びその製造方法
US5631467A (en) Etching of ceramic materials with an elevated thin film
CN112768598B (zh) 一种红外热释电探测器及其制备方法
GB2071415A (en) Schottky Barrier Photovoltaic Detector and Process
WO2006131427A2 (fr) Capteur d&#39;image a substrat semiconducteur aminci avec metallisation arriere
US5757000A (en) Reduced stress focal plane array for thermal imaging system and method
JPS60217671A (ja) 半導体放射線検出器の製造方法
JPS5812376A (ja) 赤外線検知素子の製造方法
JPS6223160A (ja) 固体撮像装置
JPS6222405B2 (nl)
JPH01192167A (ja) センサー
JPS6184062A (ja) 背面から照らされる検出器アセンブリを製造する方法

Legal Events

Date Code Title Description
A1A A request for search or an international-type search has been filed
BB A search report has been drawn up
BC A request for examination has been filed
A85 Still pending on 85-01-01
SNR Assignments of patents or rights arising from examined patent applications

Owner name: HUGHES MISSILE SYSTEMS COMPANY

V4 Discontinued because of reaching the maximum lifetime of a patent

Free format text: 20010220