JPH01205475A - 赤外線検知素子の製造方法 - Google Patents
赤外線検知素子の製造方法Info
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- JPH01205475A JPH01205475A JP63029254A JP2925488A JPH01205475A JP H01205475 A JPH01205475 A JP H01205475A JP 63029254 A JP63029254 A JP 63029254A JP 2925488 A JP2925488 A JP 2925488A JP H01205475 A JPH01205475 A JP H01205475A
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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〕
赤外線検知素子の製造に関し、
水銀の空孔をアクセプタとする■〕“型水銀・カドミウ
ム テルル基板内にキャリア濃度の低い島状のＰ型のウ
ェル層を所定の寸法に制御して形成してクロストークを
防くごとを目的とし、水銀の空孔をアクセプタとするＰ
“型水銀・カドミウム・テルル基板に不純物原子を所定
のパターンでイオン注入してＮ゛層を形成後、該基板を
熱処理することで前記イオン注入で損傷された水銀・カ
ドミウム・テルル基板中の結晶格子より遊離した遊離水
銀を基板内に拡散させ、該基板内にキャリア濃度の低い
島状のＰ型のウェル層を形成する工程を含むことで構成
する。
ム テルル基板内にキャリア濃度の低い島状のＰ型のウ
ェル層を所定の寸法に制御して形成してクロストークを
防くごとを目的とし、水銀の空孔をアクセプタとするＰ
“型水銀・カドミウム・テルル基板に不純物原子を所定
のパターンでイオン注入してＮ゛層を形成後、該基板を
熱処理することで前記イオン注入で損傷された水銀・カ
ドミウム・テルル基板中の結晶格子より遊離した遊離水
銀を基板内に拡散させ、該基板内にキャリア濃度の低い
島状のＰ型のウェル層を形成する工程を含むことで構成
する。
本発明は赤外線検知素子の製造方法に係り、特にクロス
トークを生じない高密度の多素子型赤外線検知素子の製
造方法に関する。
トークを生じない高密度の多素子型赤外線検知素子の製
造方法に関する。
赤外線検知素子の形成飼料よしてエネルギーバンドギャ
ップの狭い水銀・カドミウム・テルル（Ｈｇ（−、Ｃｄ
ｘ Ｔｅ）の化合物半導体基板が用いられており、この
ような基板に素子を高密度に形成した多素子型赤外線検
知素子が、高解像度の画像処理をする必要上形成されて
いる。このような素子を高密度に配設するに連れて素子
間のピッチか狭くなり、これらの素子間で処理された画
像信号がクロスＩ・−りを発生ずる問題かあり、特に裏
面入射型の赤外線検知素子にこの傾向が太きい。
ップの狭い水銀・カドミウム・テルル（Ｈｇ（−、Ｃｄ
ｘ Ｔｅ）の化合物半導体基板が用いられており、この
ような基板に素子を高密度に形成した多素子型赤外線検
知素子が、高解像度の画像処理をする必要上形成されて
いる。このような素子を高密度に配設するに連れて素子
間のピッチか狭くなり、これらの素子間で処理された画
像信号がクロスＩ・−りを発生ずる問題かあり、特に裏
面入射型の赤外線検知素子にこの傾向が太きい。
またこのようにｌ１ｇ ｌ−Ｘ Ｃｄ ｘ Ｔｅの基板
に素子を多素子状に形成したホトダイオードアレイと、
シリコン（Ｓｉ）を用いたＣＣＤ （電荷結合素子）マ
ルヂプレクリーとを一体化した赤外線描像装置に於いて
は、ダイオードアレイて光電変換された信号の注入効率
を上げるために、ボ１〜ダイオードに印加する電圧か零
の■ｈのセロバイアス抵抗を向−トさセる必要がある。
に素子を多素子状に形成したホトダイオードアレイと、
シリコン（Ｓｉ）を用いたＣＣＤ （電荷結合素子）マ
ルヂプレクリーとを一体化した赤外線描像装置に於いて
は、ダイオードアレイて光電変換された信号の注入効率
を上げるために、ボ１〜ダイオードに印加する電圧か零
の■ｈのセロバイアス抵抗を向−トさセる必要がある。
［従来の技術］
本出願人は以前に特願昭６１．−２８１３４１号により
、このようなりしｌスｌ−−りの発生を少なくした多素
子型赤外線検知素子を提案した。
、このようなりしｌスｌ−−りの発生を少なくした多素
子型赤外線検知素子を提案した。
このような赤外線検知素子は、第５図に示すようにＣｄ
Ｔｅの基＋Ｆｉ、１」二にＰ゛型のｌ１ｇ ｌ−ｘ Ｃ
ｄ ｘ Ｔｅのエピタキシャル層２を形成し、該エピタ
キシャル層２の所定領域にマスクを用いてＩＩＰ、、を
拡散して）〉型のＩｌｅ 、−イＣｄ Ｘ Ｔｅのエピ
タキシャル層２の水銀の空孔を埋めて島状の低濃度のＰ
型のＩＩＰ、、−９Ｃｄ ＸＴｅのウェル層３を形成す
る。そしてこのウェル層３の所定位置にボロン（Ｂ゛）
原子をイオン注入してＮ′領域４を形成後、該領域１−
に電極５を形成し、該電極形成領域以外の基板表面に、
硫化亜鉛（ＺｎＳ）膜よりなる保護膜６を形成した構造
である。
Ｔｅの基＋Ｆｉ、１」二にＰ゛型のｌ１ｇ ｌ−ｘ Ｃ
ｄ ｘ Ｔｅのエピタキシャル層２を形成し、該エピタ
キシャル層２の所定領域にマスクを用いてＩＩＰ、、を
拡散して）〉型のＩｌｅ 、−イＣｄ Ｘ Ｔｅのエピ
タキシャル層２の水銀の空孔を埋めて島状の低濃度のＰ
型のＩＩＰ、、−９Ｃｄ ＸＴｅのウェル層３を形成す
る。そしてこのウェル層３の所定位置にボロン（Ｂ゛）
原子をイオン注入してＮ′領域４を形成後、該領域１−
に電極５を形成し、該電極形成領域以外の基板表面に、
硫化亜鉛（ＺｎＳ）膜よりなる保護膜６を形成した構造
である。
このようにすることてＣｄＴｅ枯４ｉ １の背面より入
射された赤外線がキャリアとなった際、隣接するウェル
層３の中間の位置に有るキャリア７ば、高濃度のＰ＋型
のｆｉｇ ｌ−Ｘ ｃｄｘ Ｔｅのエピタキシャル層２
かチャネルス１〜ンブとなるため、その箇所で直ちに捕
獲され、隣接する検知素子のＰ−Ｎ接合部に導入される
ことが無くなるため、クロスｌ−−りが発生ずることは
ない。
射された赤外線がキャリアとなった際、隣接するウェル
層３の中間の位置に有るキャリア７ば、高濃度のＰ＋型
のｆｉｇ ｌ−Ｘ ｃｄｘ Ｔｅのエピタキシャル層２
かチャネルス１〜ンブとなるため、その箇所で直ちに捕
獲され、隣接する検知素子のＰ−Ｎ接合部に導入される
ことが無くなるため、クロスｌ−−りが発生ずることは
ない。
ところで十記した赤外線検知素子の製造方法でば、Ｐ＋
層のＩｌｇ、−８Ｃｄ Ｘ Ｔｅのエピタキシャル層２
に水銀を拡散させてＰ゛層のｌ１ｇ、、Ｃｄ 、 Ｔｅ
に於りる水銀の空孔を埋めてＰ型のＩＩｇ＋−ｘ Ｃｄ
ｘ Ｔｅのウェル層３を形成しており、この水銀が拡
散し易い元素であるため、この水銀の拡散長を所定の値
に制御することが困難でクロストークの発生の少ない多
素子型赤外線検知素子を得るのは困難であった。
層のＩｌｇ、−８Ｃｄ Ｘ Ｔｅのエピタキシャル層２
に水銀を拡散させてＰ゛層のｌ１ｇ、、Ｃｄ 、 Ｔｅ
に於りる水銀の空孔を埋めてＰ型のＩＩｇ＋−ｘ Ｃｄ
ｘ Ｔｅのウェル層３を形成しており、この水銀が拡
散し易い元素であるため、この水銀の拡散長を所定の値
に制御することが困難でクロストークの発生の少ない多
素子型赤外線検知素子を得るのは困難であった。
本発明は上記した問題点を除去し、上記したウェル層か
所定の寸法、所定の濃度に容易に形成でき、クロスＩ・
−りの発生を見ない多素子型赤外線検知素子を容易に得
る方法の提供を目的する。
所定の寸法、所定の濃度に容易に形成でき、クロスＩ・
−りの発生を見ない多素子型赤外線検知素子を容易に得
る方法の提供を目的する。
本発明の赤外線検知素子の製造方法は、第１図の原理図
に示すように、水銀の空孔をアクセプタとするＰ゛型水
銀・カドミウム・テルル（ｌ１ｇ ｌ−１Ｃｄ ＸＴｅ
）基板１１に不純物原子を所定のパターンでイオン注入
してＮ゛層１２を形成後、該基板１１を熱処理すること
で前記イオン注入で損傷された水銀・カドミウム・テル
ル基板１１中の結晶格子より遊離した遊離水銀を基板１
１内に拡散させ、該基板１１内に該基板１１よりキャリ
ア濃度の低い島状のＰ型のつ６工ル層１３を形成する工
程を含むことで構成する。
に示すように、水銀の空孔をアクセプタとするＰ゛型水
銀・カドミウム・テルル（ｌ１ｇ ｌ−１Ｃｄ ＸＴｅ
）基板１１に不純物原子を所定のパターンでイオン注入
してＮ゛層１２を形成後、該基板１１を熱処理すること
で前記イオン注入で損傷された水銀・カドミウム・テル
ル基板１１中の結晶格子より遊離した遊離水銀を基板１
１内に拡散させ、該基板１１内に該基板１１よりキャリ
ア濃度の低い島状のＰ型のつ６工ル層１３を形成する工
程を含むことで構成する。
木発′明の方法はＰ“型水銀・カドミウム・テルル基板
にポロン原子をイオン注入してＮ゛層を形成する際、イ
オン注入によってＰ゛型水水銀力Ｆミウム・テルル基板
の結晶格子より遊離した遊離水銀が生じる。そこでイオ
ン注入された原子の活性化を図るための熱処理でＰ゛型
水根・カドミウム・テルル基板の水銀空孔を前記した遊
離水銀で埋めてＰ型のウェル層を形成する。そしてイオ
ン注入時の加速電圧、イオン注入後の熱処理条件を所定
の値に設定することでＰ型のウェル層濃度、並びに寸法
を精度良く制御する。
にポロン原子をイオン注入してＮ゛層を形成する際、イ
オン注入によってＰ゛型水水銀力Ｆミウム・テルル基板
の結晶格子より遊離した遊離水銀が生じる。そこでイオ
ン注入された原子の活性化を図るための熱処理でＰ゛型
水根・カドミウム・テルル基板の水銀空孔を前記した遊
離水銀で埋めてＰ型のウェル層を形成する。そしてイオ
ン注入時の加速電圧、イオン注入後の熱処理条件を所定
の値に設定することでＰ型のウェル層濃度、並びに寸法
を精度良く制御する。
以下、図面を用いながら本発明の一実施例につき詳イＩ
ｌ＋に説明する。
ｌ＋に説明する。
第２図（ａ）に示すように、ＣｄＴｅ基板、或いはカド
ミラｌ、・亜鉛・テルル（ＣｄＺｎＴｅ）よりなる基板
２１上にｌ１ｇ空孔をアクセプタとし、キャリア濃度が
３×１０”／ ｃｍ”のＰ゛型ｔ１ｇｏ、 ａＣｄｏ、
ｚＴｅのエピタキシャル層２２を５μｍの厚さに形成
し、その上にイオン注入■、）の保護膜としてのＺｎＳ
膜２３を１１００ｎの厚さに茂着により形成する。
ミラｌ、・亜鉛・テルル（ＣｄＺｎＴｅ）よりなる基板
２１上にｌ１ｇ空孔をアクセプタとし、キャリア濃度が
３×１０”／ ｃｍ”のＰ゛型ｔ１ｇｏ、 ａＣｄｏ、
ｚＴｅのエピタキシャル層２２を５μｍの厚さに形成
し、その上にイオン注入■、）の保護膜としてのＺｎＳ
膜２３を１１００ｎの厚さに茂着により形成する。
更に該基板上にイオン注入用にパターン形成したレジス
Ｉ〜膜２／Ｉを形成する。
Ｉ〜膜２／Ｉを形成する。
次いてＢ”原子を１５０ Ｋ ｅ Ｖの加速電圧で、か
つｌＸｌ０”／ （：ｍ”のドース量て矢印に示すよう
にイオン注入してＮ゛層２５を形成する。
つｌＸｌ０”／ （：ｍ”のドース量て矢印に示すよう
にイオン注入してＮ゛層２５を形成する。
ごのイオン注入した状態を第３図に示す。図で」黄１１
１１１口まＰ４型１１ｇｏ、 ｕｃｄｏ、 ｚＴｅのエ
ピタキシャル層２２の表面からの距離（μｍ）を示し、
縦軸ばＰ゛型１１Ｂｏ、 ｎＣｄｏ、 ｚＴｅの水銀空
孔をアクセプタとした時のキャリア濃度を示す。図で直
線３１は水銀空孔によるアクセプタのキャリア濃度を示
し、線分３２はＢ゛原子イオン注入されたＢ゛原子濃度
プロフィルを示し、斜線を付した領域３３はイオン注入
によって損傷され、遊離水銀が発生している結晶領域を
示す。
１１１口まＰ４型１１ｇｏ、 ｕｃｄｏ、 ｚＴｅのエ
ピタキシャル層２２の表面からの距離（μｍ）を示し、
縦軸ばＰ゛型１１Ｂｏ、 ｎＣｄｏ、 ｚＴｅの水銀空
孔をアクセプタとした時のキャリア濃度を示す。図で直
線３１は水銀空孔によるアクセプタのキャリア濃度を示
し、線分３２はＢ゛原子イオン注入されたＢ゛原子濃度
プロフィルを示し、斜線を付した領域３３はイオン注入
によって損傷され、遊離水銀が発生している結晶領域を
示す。
次いで第２図（ｂ）に示すように前記したレジスト膜２
４を除去した後、基板を３００°Ｃの温度で２時間熱処
理を行うと、第４図の線分３４に示すようにイオン注入
による損傷中の水銀原子が７μｍ程度、表面側から奥深
く拡散し、第４図および第２図（ｂ）に示ずようにＰ＋
型ｔ１ｇｏ、 ＩＩＣｄｏ、 ｚＴｅのエピタキシャル
層２２中の水銀空孔を埋め、キャリア濃度が１×１０１
Ｌ’／ ｃｍ’のＰ型層がウェル層２６として形成され
る。その後保護膜２３を窓開きした後、Ｎ゛層２５に電
極を設けることで素子が完成する。
４を除去した後、基板を３００°Ｃの温度で２時間熱処
理を行うと、第４図の線分３４に示すようにイオン注入
による損傷中の水銀原子が７μｍ程度、表面側から奥深
く拡散し、第４図および第２図（ｂ）に示ずようにＰ＋
型ｔ１ｇｏ、 ＩＩＣｄｏ、 ｚＴｅのエピタキシャル
層２２中の水銀空孔を埋め、キャリア濃度が１×１０１
Ｌ’／ ｃｍ’のＰ型層がウェル層２６として形成され
る。その後保護膜２３を窓開きした後、Ｎ゛層２５に電
極を設けることで素子が完成する。
ここで木発明者は本発明の方法で赤外線検知素子を形成
する場合、第（１）式に示すよう条件で素子を形成する
と形成される素子のクロスト−りが少なく、かつ暗電流
の発生が少ない検知素子が得られた。
する場合、第（１）式に示すよう条件で素子を形成する
と形成される素子のクロスト−りが少なく、かつ暗電流
の発生が少ない検知素子が得られた。
Ｐ４型１１ｇ＋−ｘ ｃａ、ｌＴｅのエピタキシャル層
の厚さ≦熱処理によってｌ ｇが拡散する厚さ（Ｐ層）
〈〈Ｐ層内の少数ギヤリアの拡散長・・・・・・・・・
・・・（１）本実施例では上記第（１）式の関係を満足
するように” 型１１ｇ＋−ｘ ｃａ、 Ｔｅのエピタ
キシャル層の厚さは５μｍで、熱処理によってＨｇが拡
散する厚さ（Ｐ層）は１１ノｍで、Ｐ層内の少数キャリ
アの拡散長は３０μｍとした。
の厚さ≦熱処理によってｌ ｇが拡散する厚さ（Ｐ層）
〈〈Ｐ層内の少数ギヤリアの拡散長・・・・・・・・・
・・・（１）本実施例では上記第（１）式の関係を満足
するように” 型１１ｇ＋−ｘ ｃａ、 Ｔｅのエピタ
キシャル層の厚さは５μｍで、熱処理によってＨｇが拡
散する厚さ（Ｐ層）は１１ノｍで、Ｐ層内の少数キャリ
アの拡散長は３０μｍとした。
以上述べたように、本発明の方法によれは、Ｐ型のウェ
ル層が所定のキャリア濃度で、所定の深さ方向に容易に
制御されて形成されるので、クロスト−りの発生しない
高信頼度の多素子型赤外線検知素子か容易に得られる。
ル層が所定のキャリア濃度で、所定の深さ方向に容易に
制御されて形成されるので、クロスト−りの発生しない
高信頼度の多素子型赤外線検知素子か容易に得られる。
〔発明の効果］
以−にの説明から明らかなように本発明によれば、クロ
スｌ−−りの発生を見ない高信頼度の多素子型赤外線検
知素子が容易に得られる効果がある。
スｌ−−りの発生を見ない高信頼度の多素子型赤外線検
知素子が容易に得られる効果がある。
第１図は本発明の方法の原理図、
第２図（ａ）より第２図（ｂ）迄は本発明の方法の一実
施例を示す断面図、 第３図は本発明の方法に於けるイオン注入後の基板の状
態図、 第４図は本発明の方法に於ける熱処理後の基板の状態図
、 第５図は従来の赤外線検知素子の断面図である。 図において、 １１はＰ′″Ｈｇ、−ＸＣｄＸＴｅ基板、１２．２５は
Ｎ゛層、１．３．２６はＰ型ウェル層、２２はＰ１１０
０ｏ、 ｅｃｄｏ、 ｚＴｅのエピタキシャル層、２３
はＺｎＳ膜、３１はＰ゛型１１ｇ。、 ａｃｄｏ、 ２
Ｔｅのアクセプク濃度を示す線分、３２はＢ゛原子濃度
プロフィル図、３３はイオン注入による損傷領域、３４
はＰ型ウェル層の深さ方向を示す矢印である。 代理人 弁理士 井 桁 貞 − 第１図 （ｂ） 棲咽妨求め焚旅例に斜材面 第２図 ＨｇｃｄＴｅ工Ｕ°層表面カらのＵｉＮ艮（Ｉｔ／ｒｌ
）本苑明改ゲ、；Ｌ＋＜３きげろハンＣ主＼後４林祁゛
犀」＾第３囚
施例を示す断面図、 第３図は本発明の方法に於けるイオン注入後の基板の状
態図、 第４図は本発明の方法に於ける熱処理後の基板の状態図
、 第５図は従来の赤外線検知素子の断面図である。 図において、 １１はＰ′″Ｈｇ、−ＸＣｄＸＴｅ基板、１２．２５は
Ｎ゛層、１．３．２６はＰ型ウェル層、２２はＰ１１０
０ｏ、 ｅｃｄｏ、 ｚＴｅのエピタキシャル層、２３
はＺｎＳ膜、３１はＰ゛型１１ｇ。、 ａｃｄｏ、 ２
Ｔｅのアクセプク濃度を示す線分、３２はＢ゛原子濃度
プロフィル図、３３はイオン注入による損傷領域、３４
はＰ型ウェル層の深さ方向を示す矢印である。 代理人 弁理士 井 桁 貞 − 第１図 （ｂ） 棲咽妨求め焚旅例に斜材面 第２図 ＨｇｃｄＴｅ工Ｕ°層表面カらのＵｉＮ艮（Ｉｔ／ｒｌ
）本苑明改ゲ、；Ｌ＋＜３きげろハンＣ主＼後４林祁゛
犀」＾第３囚
Claims (1)
- 水銀の空孔をアクセプタとするＰ＾＋型水銀・カドミ
ウム・テルル基板（１１）に不純物原子を所定のパター
ンでイオン注入してＮ＾＋層（１２）を形成後、該基板
を熱処理することで前記イオン注入で損傷された水銀・
カドミウム・テルル基板中の結晶格子より遊離した遊離
水銀を基板内に拡散させ、該基板内にキャリア濃度の低
い島状のＰ型のウェル層（１３）を形成する工程を含む
ことを特徴とする赤外線検知素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63029254A JPH01205475A (ja) | 1988-02-10 | 1988-02-10 | 赤外線検知素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63029254A JPH01205475A (ja) | 1988-02-10 | 1988-02-10 | 赤外線検知素子の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01205475A true JPH01205475A (ja) | 1989-08-17 |
Family
ID=12271140
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63029254A Pending JPH01205475A (ja) | 1988-02-10 | 1988-02-10 | 赤外線検知素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01205475A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5480811A (en) * | 1990-06-14 | 1996-01-02 | Chiang; Shang-Yi | Isolation of photogenerated carriers within an originating collecting region |
| US5602414A (en) * | 1993-06-18 | 1997-02-11 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Infrared detector having active regions and isolating regions formed of CdHgTe |
-
1988
- 1988-02-10 JP JP63029254A patent/JPH01205475A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5480811A (en) * | 1990-06-14 | 1996-01-02 | Chiang; Shang-Yi | Isolation of photogenerated carriers within an originating collecting region |
| US5602414A (en) * | 1993-06-18 | 1997-02-11 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Infrared detector having active regions and isolating regions formed of CdHgTe |
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