JPH01218062A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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- JPH01218062A JPH01218062A JP63044801A JP4480188A JPH01218062A JP H01218062 A JPH01218062 A JP H01218062A JP 63044801 A JP63044801 A JP 63044801A JP 4480188 A JP4480188 A JP 4480188A JP H01218062 A JPH01218062 A JP H01218062A
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- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
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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〕
赤外線検知素子と該検知素子の信号を信号処理する電荷
結合素子とを金属柱で接続した半導体装置に関し、 検知素子の信号がクロストークを生じるのを防止するの
を目的とし、 化合物半導体基板に形成した光電変換素子と、他方の半
導体基板に形成した半導体素子を金属柱にて接続形成し
た装置に於いて、前記化合物半導体基板に素子形成予定
領域を交互に凹凸状に形成し該凹凸状領域、或いは凹部
状領域に素子形成用不純物層を設けたことで構成する。
結合素子とを金属柱で接続した半導体装置に関し、 検知素子の信号がクロストークを生じるのを防止するの
を目的とし、 化合物半導体基板に形成した光電変換素子と、他方の半
導体基板に形成した半導体素子を金属柱にて接続形成し
た装置に於いて、前記化合物半導体基板に素子形成予定
領域を交互に凹凸状に形成し該凹凸状領域、或いは凹部
状領域に素子形成用不純物層を設けたことで構成する。
本発明は半導体装置に係り、特に光電変換素子と該素子
の信号を処理する電荷結合素子とを金属柱で一体化した
ハイブリッド型赤外線検知装置に関する。
の信号を処理する電荷結合素子とを金属柱で一体化した
ハイブリッド型赤外線検知装置に関する。
赤外線に高感度を有し、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（Ｉｌｇ ＋ −１＋Ｃｄ
ＸＴｅ）のような化合物半導体基板に赤外線検知素子
のような光電変換素子を形成し、シリコン基板に該検知
素子で得られた信号を処理する電荷結合素子を形成し、
この赤外線検知素子と電荷結合素子とをインジウム等の
金属柱で接続形成したハイブリッド型赤外線検知装置は
周知である。
い水銀・カドミウム・テルル（Ｉｌｇ ＋ −１＋Ｃｄ
ＸＴｅ）のような化合物半導体基板に赤外線検知素子
のような光電変換素子を形成し、シリコン基板に該検知
素子で得られた信号を処理する電荷結合素子を形成し、
この赤外線検知素子と電荷結合素子とをインジウム等の
金属柱で接続形成したハイブリッド型赤外線検知装置は
周知である。
このような赤外線検知装置を構成する検知素子は、その
解像度を高めるために高密度で形成することが要求され
ているが、該素子の高密度化を図ると素子で検知された
信号がクロストークを発生する問題があり、素子を高密
度で形成した場合でもクロストークを発生しないハイプ
リント型赤外線検知装置が望まれる。
解像度を高めるために高密度で形成することが要求され
ているが、該素子の高密度化を図ると素子で検知された
信号がクロストークを発生する問題があり、素子を高密
度で形成した場合でもクロストークを発生しないハイプ
リント型赤外線検知装置が望まれる。
従来のハイブリッド型赤外線検知装置の要部の構造を第
４図に示す。
４図に示す。
図示するようにカドミウムテルル（ＣｄＴｅ）の基板ｌ
上に形成したＰ型のＨｇＩ−ｘ Ｃｄ、 Ｔｅのエピタ
キシャル層２の所定領域にボロン（Ｂ）原子をイオン注
入してＮ型層３を形成して光起電力型のホトダイオード
のような赤外線検知素子４をアレイ状に形成する。次い
でエピタキシャル層２上に硫化亜鉛（ＺｎＳ）よりなる
表面保護膜５を形成し、この保１！膜５のＮ型層３上を
開口してインジウム（Ｉｎ）を蒸着により形成してＩｎ
金属柱６を形成する。
上に形成したＰ型のＨｇＩ−ｘ Ｃｄ、 Ｔｅのエピタ
キシャル層２の所定領域にボロン（Ｂ）原子をイオン注
入してＮ型層３を形成して光起電力型のホトダイオード
のような赤外線検知素子４をアレイ状に形成する。次い
でエピタキシャル層２上に硫化亜鉛（ＺｎＳ）よりなる
表面保護膜５を形成し、この保１！膜５のＮ型層３上を
開口してインジウム（Ｉｎ）を蒸着により形成してＩｎ
金属柱６を形成する。
一方、図示しないがＰ型のシリコン（Ｓｉ）基板にこの
赤外線検知素子４で得られた信号を処理する電荷結合装
置を形成する。そして該Ｓｉ基板に燐等のＮ型の不純物
をイオン注入して形成したＮ型層、つまりこのＰ−Ｎ接
合部で形成される電荷結合素子の人力ダイオードに前記
したようにＩｎ金属柱を形成し、この金属柱と前記形成
したＩｎ金属柱６とを圧着接合して、前記化合物半導体
基板に形成した光電変換素子とＳｉ基板に形成した電荷
結合素子を一体化してハイブリッド型赤外線検知装置を
形成している。
赤外線検知素子４で得られた信号を処理する電荷結合装
置を形成する。そして該Ｓｉ基板に燐等のＮ型の不純物
をイオン注入して形成したＮ型層、つまりこのＰ−Ｎ接
合部で形成される電荷結合素子の人力ダイオードに前記
したようにＩｎ金属柱を形成し、この金属柱と前記形成
したＩｎ金属柱６とを圧着接合して、前記化合物半導体
基板に形成した光電変換素子とＳｉ基板に形成した電荷
結合素子を一体化してハイブリッド型赤外線検知装置を
形成している。
然し、このようなハイブリッド型赤外線検知装置に於い
ては、ＣｄＴｅの基板１の背面側より赤外線を入射し、
そのＣｄＴｅの基板より導入された光が更にＨｇＩ−ｘ
ＣｄＸＴｅのエピタキシャルＮ２に導入され、ＣｄＴ
ｅ１板１１との界面付近（数μｍ）でキャリアが発生し
、このキャリアは拡散により検知素子４に到達する。
ては、ＣｄＴｅの基板１の背面側より赤外線を入射し、
そのＣｄＴｅの基板より導入された光が更にＨｇＩ−ｘ
ＣｄＸＴｅのエピタキシャルＮ２に導入され、ＣｄＴ
ｅ１板１１との界面付近（数μｍ）でキャリアが発生し
、このキャリアは拡散により検知素子４に到達する。
従って第４図に示すように、ホトダイオードのような素
子４Ａ、４Ｂの中間の位置に導入された少数キャリア７
は検知素子４＾、４Ｂの両方にまたがって導入されるよ
うになり、素子で検知される信号にクロストークを生じ
るようになり、検知装置の解像度が悪くなって精度良く
基板に入射された赤外線を検知することは困難である。
子４Ａ、４Ｂの中間の位置に導入された少数キャリア７
は検知素子４＾、４Ｂの両方にまたがって導入されるよ
うになり、素子で検知される信号にクロストークを生じ
るようになり、検知装置の解像度が悪くなって精度良く
基板に入射された赤外線を検知することは困難である。
本発明は上記した問題点を解決し、検知信号のクロスト
ークの発生を少なくした新規な半導体装置の提供を目的
する。
ークの発生を少なくした新規な半導体装置の提供を目的
する。
上記目的を達成するための本発明の半導体装置は、第１
図に示すように化合物半導体基板に形成した光電変換素
子と、他方の半導体基板に形成した半導体素子を金属柱
にて接続形成した装置に於いて、前記化合物半導体基板
１２に素子形成予定領域１３Ａ、 １３Ｂ、 １３Ｇを
交互に凹凸状に形成し該凹凸状領域、或いは凹部状領域
に素子形成用不純物層１４八。
図に示すように化合物半導体基板に形成した光電変換素
子と、他方の半導体基板に形成した半導体素子を金属柱
にて接続形成した装置に於いて、前記化合物半導体基板
１２に素子形成予定領域１３Ａ、 １３Ｂ、 １３Ｇを
交互に凹凸状に形成し該凹凸状領域、或いは凹部状領域
に素子形成用不純物層１４八。
１４Ｂ、 １４Ｃを設ける。
本発明の半導体装置は、化合物半導体基板に形成される
素子形成予定領域を一列状に交互に凹凸状に形成するか
、或いは素子形成予定領域を基板表面に千鳥状に凹凸状
に形成し、素子間に導入された少数キャリアが、該キャ
リアに近接する凹部素子形成領域の不純物導入層に導入
されるようにしてクロストークの発生を少なくする。
素子形成予定領域を一列状に交互に凹凸状に形成するか
、或いは素子形成予定領域を基板表面に千鳥状に凹凸状
に形成し、素子間に導入された少数キャリアが、該キャ
リアに近接する凹部素子形成領域の不純物導入層に導入
されるようにしてクロストークの発生を少なくする。
以下、図面を用いて本発明の半導体装置の一実施例につ
き詳細に説明する。
き詳細に説明する。
第１図は本発明の半導体装置の第１の実施例に於ける光
電変換素子側の断面図である。
電変換素子側の断面図である。
図示するようにＣｄＴｅの基板１１上にＰ型のＨｇＩ−
ｘＣｄ、 Ｔｅのエピタキシャル層１２が形成され、該
エピタキシャル層１２の素子形成予定領域１３Ａ、 １
３Ｂ、 １３Ｃが交互に列状に凹凸状に形成され、その
凹部の素子形成予定領域１３Ｂ、或いは凸部の素子形成
予定領域１３Ａ、１３Ｇの両方に素子形成用不純物を導
入して不純物導入層としてのＮ型層１４Ｂおよび１４Ａ
、１４Ｃが形成されている。更に凹部の素子形成予定領
域１３Ｂの側壁部には硫化亜鉛（ＺｎＳ）よりなる絶縁
膜１５が形成され、更に四部の素子形成予定領域１３Ａ
にはＩｎ金属柱１６が埋設形成され、凸部の素子形成予
定領域１３ＨにＩｎ金属柱１７が形成されている。
ｘＣｄ、 Ｔｅのエピタキシャル層１２が形成され、該
エピタキシャル層１２の素子形成予定領域１３Ａ、 １
３Ｂ、 １３Ｃが交互に列状に凹凸状に形成され、その
凹部の素子形成予定領域１３Ｂ、或いは凸部の素子形成
予定領域１３Ａ、１３Ｇの両方に素子形成用不純物を導
入して不純物導入層としてのＮ型層１４Ｂおよび１４Ａ
、１４Ｃが形成されている。更に凹部の素子形成予定領
域１３Ｂの側壁部には硫化亜鉛（ＺｎＳ）よりなる絶縁
膜１５が形成され、更に四部の素子形成予定領域１３Ａ
にはＩｎ金属柱１６が埋設形成され、凸部の素子形成予
定領域１３ＨにＩｎ金属柱１７が形成されている。
また図示しないが他方のＳｔ基板に電荷結合素子を形成
し、その入力ダイオードにＩｎ金属柱を形成し、前記し
たＩｎ金属柱１６．１７と圧着接合して赤外線検知装置
を得る。
し、その入力ダイオードにＩｎ金属柱を形成し、前記し
たＩｎ金属柱１６．１７と圧着接合して赤外線検知装置
を得る。
このようにすれば、検知素子間に発生する少数キャリア
７は凹部の素子形成予定領域に形成されたＮ型層１４Ｂ
が距離が近いために、該Ｎ型層１４Ｂに導入されること
になり、隣接する凸部素子形成予定領域１３Ａと凹部素
子形成予定領域１３Ｂで形成された画素子間に跨がって
導入されることが無くなり、クロストークを発生するこ
とが無くなる。
７は凹部の素子形成予定領域に形成されたＮ型層１４Ｂ
が距離が近いために、該Ｎ型層１４Ｂに導入されること
になり、隣接する凸部素子形成予定領域１３Ａと凹部素
子形成予定領域１３Ｂで形成された画素子間に跨がって
導入されることが無くなり、クロストークを発生するこ
とが無くなる。
尚、本実施例の他に凹部素子形成予定領域１３Ｂにのみ
、不純物導入層１４１３を設けても良い。
、不純物導入層１４１３を設けても良い。
第２図に本発明の赤外線検知装置の第２実施例の平面図
を示す。
を示す。
図で斜線を施した四角の箇所は化合物半導体基板２１の
表面に形成した凹部素子形成予定領域２２で、斜線を施
さない四角の箇所は凸部素子形成予定領域２３で図示す
るように凹部素子形成予定領域２２、および凸部素子形
成予定領域２３が二次元的に千鳥状に交互に形成されて
いる。
表面に形成した凹部素子形成予定領域２２で、斜線を施
さない四角の箇所は凸部素子形成予定領域２３で図示す
るように凹部素子形成予定領域２２、および凸部素子形
成予定領域２３が二次元的に千鳥状に交互に形成されて
いる。
このようにすれば素子間に導入されたキャリアが画素子
間に跨がって導入されず、凹部素子形成領域にのみ導入
されるのでクロストークを発生しない高信軌度の赤外線
検知装置が得られる。
間に跨がって導入されず、凹部素子形成領域にのみ導入
されるのでクロストークを発生しない高信軌度の赤外線
検知装置が得られる。
このような本発明の半導体装置の製造方法に付いて述べ
る。
る。
第３図（ａ）に示すようにＣｄＴｅの基板１１上に厚さ
が２０ ａ ｍ程度のｔ１ｇ＋−ｘ Ｃｄｘ Ｔｅのエ
ピタキシャル層１２をＭＯＣＶＤ法（有機金属気相成長
方法）等を用いて形成する。このエピタキシャル層１２
上に所定のパターンのレジスト膜３１を形成し、該レジ
スト膜３１をマスクとしてブロム（Ｂｒｚ）とメチルア
ルコールを主体とせるエツチング液を用いてエピタキシ
ャル層１２を深さがＩＯμｍ程度にエツチングし、凹部
素子形成予定領域１３Ｂを形成する。
が２０ ａ ｍ程度のｔ１ｇ＋−ｘ Ｃｄｘ Ｔｅのエ
ピタキシャル層１２をＭＯＣＶＤ法（有機金属気相成長
方法）等を用いて形成する。このエピタキシャル層１２
上に所定のパターンのレジスト膜３１を形成し、該レジ
スト膜３１をマスクとしてブロム（Ｂｒｚ）とメチルア
ルコールを主体とせるエツチング液を用いてエピタキシ
ャル層１２を深さがＩＯμｍ程度にエツチングし、凹部
素子形成予定領域１３Ｂを形成する。
この凹部素子形成予定領域１３Ｂは第４図に示した従来
の赤外線検知素子に示した素子形成領域４Ａ。
の赤外線検知素子に示した素子形成領域４Ａ。
４Ｂ間のピッチ２の２倍の寸法に対応した寸法とする。
次いで第３図ら）に示すように、上記したレジスト膜３
１を除去した後、蒸着方法によりＺｎＳよりなる絶縁膜
３２をエピタキシャル層１２０表面に形成する。
１を除去した後、蒸着方法によりＺｎＳよりなる絶縁膜
３２をエピタキシャル層１２０表面に形成する。
次いでＮ型の不純物の導入用マスクとなるレジスト膜３
３を所定のパターンに形成する。
３を所定のパターンに形成する。
次いで第３図（Ｃ）に示すように、該レジスト膜３３を
マスクとして用いて例えばボロンイオン（Ｂ“）のイオ
ン注入によりＮ型層１４Ａ、および１４Ｂを形成する。
マスクとして用いて例えばボロンイオン（Ｂ“）のイオ
ン注入によりＮ型層１４Ａ、および１４Ｂを形成する。
次いでレジスト膜３３をマスクとして基板上よりＩｎの
金属膜３４を蒸着により形成した後、該レジスト膜３３
を除去するとともに、その上のＩｎ＃Ｌ属膜３４をもリ
フトオフ法で除去して第１図に示したような赤外線検知
素子を得る。
金属膜３４を蒸着により形成した後、該レジスト膜３３
を除去するとともに、その上のＩｎ＃Ｌ属膜３４をもリ
フトオフ法で除去して第１図に示したような赤外線検知
素子を得る。
このような本発明の装置によれば隣接する画素子間に導
入されたキャリアは、最も近接する四部素子形成領域に
導入されるので、隣接する画素子間に跨がって導入され
ることが無くなり、クロストークを発生することが無く
なる。
入されたキャリアは、最も近接する四部素子形成領域に
導入されるので、隣接する画素子間に跨がって導入され
ることが無くなり、クロストークを発生することが無く
なる。
尚、本実施例ではＣｄＴｅの化合物半導体基板の上にｆ
ｉｇ、、 Ｃｄ、 Ｔｅのエピタキシャル層を形成し、
該エピタキシャル層に検知素子を形成したが、Ｈｇ＋−
ｘＣｄｘ Ｔｅの基板を用いて、該基板に素子形成用の
不純物原子を導入する構造を採っても良い。
ｉｇ、、 Ｃｄ、 Ｔｅのエピタキシャル層を形成し、
該エピタキシャル層に検知素子を形成したが、Ｈｇ＋−
ｘＣｄｘ Ｔｅの基板を用いて、該基板に素子形成用の
不純物原子を導入する構造を採っても良い。
以上の説明から明らかなように本発明によれば、クロス
トークの発生が少ない高信頼度の赤外線検知装置が得ら
れる。
トークの発生が少ない高信頼度の赤外線検知装置が得ら
れる。
第１図は本発明の半導体装置の第１実施例を示す断面図
、 第２図は本発明の半導体装置の第２実施例を示す平面図
、 第３図（ａ）より第３図（Ｃ）までは、本発明の装置の
製造方法を説明するための断面図、 第４図は従来の半導体装置の要部を示す断面図である。 図において、 １１はＣｄＴｅ基板、１２はｌ１ｇ＋−ｘ Ｃｄｘ Ｔ
ｅのエピタキシャル層、１３Ａ、 １３Ｂ、 １３Ｃは
素子形成領域、１４Ａ、 １４Ｂ。 １４Ｃは不純物導入層（Ｎ型層）、１５は絶縁膜、１６
．１７はＩｎ金属柱、２１は化合物半導体基板、２２は
凹部素子形成予定領域、２３は凸部素子形成予定領域、
３１゜３３はレジスト膜、３２はＺｎＳ膜、３４はＩｎ
金属膜を示す。 不発萌司暮シクＴ宅膨副っ折面ｍ 手ネａＮｎ装ジオ２史腕例Ｉ号子面ｍ 第２図 ４４０月ｎ１１１ｔｐ＋ａＬＸ；＊乞ｂＡｔ＞ｙｔ＋
はＱσ第３図 従来／ｌ装置ら断面図 第４図
、 第２図は本発明の半導体装置の第２実施例を示す平面図
、 第３図（ａ）より第３図（Ｃ）までは、本発明の装置の
製造方法を説明するための断面図、 第４図は従来の半導体装置の要部を示す断面図である。 図において、 １１はＣｄＴｅ基板、１２はｌ１ｇ＋−ｘ Ｃｄｘ Ｔ
ｅのエピタキシャル層、１３Ａ、 １３Ｂ、 １３Ｃは
素子形成領域、１４Ａ、 １４Ｂ。 １４Ｃは不純物導入層（Ｎ型層）、１５は絶縁膜、１６
．１７はＩｎ金属柱、２１は化合物半導体基板、２２は
凹部素子形成予定領域、２３は凸部素子形成予定領域、
３１゜３３はレジスト膜、３２はＺｎＳ膜、３４はＩｎ
金属膜を示す。 不発萌司暮シクＴ宅膨副っ折面ｍ 手ネａＮｎ装ジオ２史腕例Ｉ号子面ｍ 第２図 ４４０月ｎ１１１ｔｐ＋ａＬＸ；＊乞ｂＡｔ＞ｙｔ＋
はＱσ第３図 従来／ｌ装置ら断面図 第４図
Claims (2)
- （１）化合物半導体基板に形成した光電変換素子と、他
方の半導体基板に形成した半導体素子を金属柱にて接続
形成した装置に於いて、 前記化合物半導体基板（１２）に素子形成予定領域（１
３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ）を交互に凹凸状に形成し、該凹
凸状領域、或いは凹部状領域に素子形成用不純物層（１
４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ）を設けたことを特徴とする半導
体装置。 - （２）前記素子形成予定領域（１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ
）を化合物半導体基板（１２）に列状、或いは千鳥状に
設けたことを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63044801A JPH01218062A (ja) | 1988-02-26 | 1988-02-26 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63044801A JPH01218062A (ja) | 1988-02-26 | 1988-02-26 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01218062A true JPH01218062A (ja) | 1989-08-31 |
Family
ID=12701529
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63044801A Pending JPH01218062A (ja) | 1988-02-26 | 1988-02-26 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01218062A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60158206U (ja) * | 1984-03-30 | 1985-10-21 | 日本電気株式会社 | 誘導路 |
| JPS6330913A (ja) * | 1986-07-24 | 1988-02-09 | Nec Corp | 無人車の誘導路 |
-
1988
- 1988-02-26 JP JP63044801A patent/JPH01218062A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60158206U (ja) * | 1984-03-30 | 1985-10-21 | 日本電気株式会社 | 誘導路 |
| JPS6330913A (ja) * | 1986-07-24 | 1988-02-09 | Nec Corp | 無人車の誘導路 |
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