JPH02155269A - 赤外線検知装置 - Google Patents
赤外線検知装置Info
- Publication number
- JPH02155269A JPH02155269A JP63310779A JP31077988A JPH02155269A JP H02155269 A JPH02155269 A JP H02155269A JP 63310779 A JP63310779 A JP 63310779A JP 31077988 A JP31077988 A JP 31077988A JP H02155269 A JPH02155269 A JP H02155269A
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- Japan
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- epitaxial
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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〕
裏面入射型の光起電力型赤外線検知装置に関し、隣接す
る画素間で光電変換された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、ＸおよびＹ方向に所定のピ
ッチで溝を設けた半導体基板上に、赤外線検知素子形成
用のエピタキシャル結晶層を設け、前記基板の溝以外の
領域上に選択的に薄く形成された前記エピタキシャル結
晶層に、該エピタキシャル結晶層と逆導電型の不純物原
子を選択的に導入してＰ−Ｎ接合部を形成してホトダイ
オードよりなる画素を設けて構成する。
る画素間で光電変換された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、ＸおよびＹ方向に所定のピ
ッチで溝を設けた半導体基板上に、赤外線検知素子形成
用のエピタキシャル結晶層を設け、前記基板の溝以外の
領域上に選択的に薄く形成された前記エピタキシャル結
晶層に、該エピタキシャル結晶層と逆導電型の不純物原
子を選択的に導入してＰ−Ｎ接合部を形成してホトダイ
オードよりなる画素を設けて構成する。
本発明は裏面入射型の光起電力型赤外線検知装置に関す
る。
る。
カドミウムテルル（ＣｄＴｅ） 、或いはカドミウム・
亜鉛・テルル（ＣｄＺｎＴｅ）のような赤外線を透過す
る化合物半導体基板に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＋−ｘ Ｃｄｘ Ｔｅ
）のような化合物半導体結晶をエピタキシャル成長し、
該エピタキシャル層に該エピタキシャル層と逆導電型の
不純物原子を導入してＰ−Ｎ接合を形成してホトダイオ
ードよりなる画素を形成した裏面入射型の光起電力型赤
外線検知装置は周知である。
亜鉛・テルル（ＣｄＺｎＴｅ）のような赤外線を透過す
る化合物半導体基板に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＋−ｘ Ｃｄｘ Ｔｅ
）のような化合物半導体結晶をエピタキシャル成長し、
該エピタキシャル層に該エピタキシャル層と逆導電型の
不純物原子を導入してＰ−Ｎ接合を形成してホトダイオ
ードよりなる画素を形成した裏面入射型の光起電力型赤
外線検知装置は周知である。
第４図は従来の光起電力型赤外線検知装置の断面図で、
図示するようにエピタキシャル成長用のＣｄＴｅ基板、
或いはＣｄＺｎＴｅ ｌ上にＰ型のＨＢｒ−ｘ Ｃｄｘ
Ｔｅのエピタキシャル層２が液相エピタキシャル成長方
法等を用いて形成され、該エピタキシャル層２のＸおよ
びＹ方向の所定位置に所定パターンにＮ型の不純物、例
えばＢ原子がイオン注入されてＮ型層３が形成されてＰ
−Ｎ接合部を有する光起電力型のホトダイオードよりな
る画素４が形成されている。
図示するようにエピタキシャル成長用のＣｄＴｅ基板、
或いはＣｄＺｎＴｅ ｌ上にＰ型のＨＢｒ−ｘ Ｃｄｘ
Ｔｅのエピタキシャル層２が液相エピタキシャル成長方
法等を用いて形成され、該エピタキシャル層２のＸおよ
びＹ方向の所定位置に所定パターンにＮ型の不純物、例
えばＢ原子がイオン注入されてＮ型層３が形成されてＰ
−Ｎ接合部を有する光起電力型のホトダイオードよりな
る画素４が形成されている。
更に該基板上にエピタキシャル層のＨｇ１．、ＸＣｄ、
Ｔｅの陽極酸化膜５が形成されその上に硫化亜鉛（Ｚ
ｎＳ）膜よりなる反射防止膜６が形成され、このホトダ
イオードよりなる画素４上の陽極酸化膜５と反射防止膜
６は開口され、前記画素４と接続するようにしてインジ
ウム（Ｉｎ）よりなるコンタクト電極電極７が形成され
ている。
Ｔｅの陽極酸化膜５が形成されその上に硫化亜鉛（Ｚ
ｎＳ）膜よりなる反射防止膜６が形成され、このホトダ
イオードよりなる画素４上の陽極酸化膜５と反射防止膜
６は開口され、前記画素４と接続するようにしてインジ
ウム（Ｉｎ）よりなるコンタクト電極電極７が形成され
ている。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところで、このような赤外線検知装置に於いては、該検
知装置の画素４と、該画素で光電変換された電気信号を
信号処理する電荷転送素子のような信号処理素子とは、
金属バンプを用いて接続しており、基板１の裏面側より
矢印Ａに示すように赤外線を入射している。
知装置の画素４と、該画素で光電変換された電気信号を
信号処理する電荷転送素子のような信号処理素子とは、
金属バンプを用いて接続しており、基板１の裏面側より
矢印Ａに示すように赤外線を入射している。
このような基板１の裏面側より入射した赤外線は、第４
図に示すように基板１を透過した後、エピタキシャル層
２で光電変換されて信号電荷８となり、この信号電荷８
は該信号電荷の拡散長内にある画素４に注入されること
で電気信号となる。
図に示すように基板１を透過した後、エピタキシャル層
２で光電変換されて信号電荷８となり、この信号電荷８
は該信号電荷の拡散長内にある画素４に注入されること
で電気信号となる。
ところで、この入射した赤外線がエピタキシャル層２内
で充分吸収されて光電変換されて信号電荷８と成るため
には、エピタキシャル層２の厚さが１０μｍ程度は必要
であり、そのため、信号電荷８が画素４に到達するため
に該電荷の拡散長は１０μｍ以上必要である。
で充分吸収されて光電変換されて信号電荷８と成るため
には、エピタキシャル層２の厚さが１０μｍ程度は必要
であり、そのため、信号電荷８が画素４に到達するため
に該電荷の拡散長は１０μｍ以上必要である。
然し、信号電荷８の拡散長が長くなると信号電荷が隣接
した画素に流入し、クロストークが発生する不都合が生
じる。
した画素に流入し、クロストークが発生する不都合が生
じる。
本発明は上記した問題点を除去し、クロスｈ −りの発
生しない赤外線検知装置の提供を目的とする。
生しない赤外線検知装置の提供を目的とする。
〔課題を解決するための手段］
上記目的を達成する本発明の赤外線検知装置は第１図の
原理図に示すように、ＸおよびＹ方向に所定ピッチで所
定幅の溝１３を設けた半導体基板１１上に、赤外線検知
素子形成用のエピタキシャル結晶層１２を設け、前記基
板の溝１３以外の領域上の選択的に薄く形成された前記
エピタキシャル結晶層１２に、該エピタキシャル結晶層
と逆導電型の不純物原子を選択的に導入してＰ−Ｎ接合
部を形成してホトダイオードよりなる画素１４を設けた
ことを特徴としている。
原理図に示すように、ＸおよびＹ方向に所定ピッチで所
定幅の溝１３を設けた半導体基板１１上に、赤外線検知
素子形成用のエピタキシャル結晶層１２を設け、前記基
板の溝１３以外の領域上の選択的に薄く形成された前記
エピタキシャル結晶層１２に、該エピタキシャル結晶層
と逆導電型の不純物原子を選択的に導入してＰ−Ｎ接合
部を形成してホトダイオードよりなる画素１４を設けた
ことを特徴としている。
上記第１図の原理図に示すようにホトダイオードよりな
る画素１４間に於けるエピタキシャル結晶層１２の厚さ
を部分的に厚くすることで、画素１４間で光電変換され
た信号電荷１５の画素１４に到る迄の長さが長くなり、
この信号電荷１５の画素１４迄の距離を、該信号電荷１
５の拡散長より長（することで、この厚く成ったエピタ
キシャル結晶層１２の領域で光電変換された信号電荷１
５は、画素１４に到達する迄に再結合されて消滅し、隣
接する画素１４に到達しなくなり、そのためクロストー
クの発生が無くなる。
る画素１４間に於けるエピタキシャル結晶層１２の厚さ
を部分的に厚くすることで、画素１４間で光電変換され
た信号電荷１５の画素１４に到る迄の長さが長くなり、
この信号電荷１５の画素１４迄の距離を、該信号電荷１
５の拡散長より長（することで、この厚く成ったエピタ
キシャル結晶層１２の領域で光電変換された信号電荷１
５は、画素１４に到達する迄に再結合されて消滅し、隣
接する画素１４に到達しなくなり、そのためクロストー
クの発生が無くなる。
〔実 施 例］
以下、図面を用いて本発明の一実施例につき詳細に説明
する。
する。
第２図（ａ）は本発明の赤外線検知装置の一実施例を示
す平面図、第２図（ｂ）は第２図（ａ）のｎ−ｎ ’線
に沿った断面図、第３図は本発明の赤外線検知装置の斜
視図である。
す平面図、第２図（ｂ）は第２図（ａ）のｎ−ｎ ’線
に沿った断面図、第３図は本発明の赤外線検知装置の斜
視図である。
第２図（ａ）、第２図（ｂ）および第３図に図示するよ
うに、本実施例の赤外線検知装置に用いるＣｄＴｅ、或
いはＣｄＺｎＴｅよりなる基板１１の表面には、例えば
５０μｍの間隔で、幅２０μｍ、深さ２０μｍの溝１３
が基板のＸおよびＹ方向に所定の間隔でイオンエツチン
グ等を用いて形成されており、該基板１１上には液相エ
ピタキシャル成長方法、或いは気相エピタキシャル成長
方法を用いて溝１３上以外の領域上では、Ｐ型のＨＢｒ
−ｘ Ｃｄｘ Ｔｅよりなるエピタキシャル結晶層１２
が、例えば１０μｍ程度の厚さに形成されている。
うに、本実施例の赤外線検知装置に用いるＣｄＴｅ、或
いはＣｄＺｎＴｅよりなる基板１１の表面には、例えば
５０μｍの間隔で、幅２０μｍ、深さ２０μｍの溝１３
が基板のＸおよびＹ方向に所定の間隔でイオンエツチン
グ等を用いて形成されており、該基板１１上には液相エ
ピタキシャル成長方法、或いは気相エピタキシャル成長
方法を用いて溝１３上以外の領域上では、Ｐ型のＨＢｒ
−ｘ Ｃｄｘ Ｔｅよりなるエピタキシャル結晶層１２
が、例えば１０μｍ程度の厚さに形成されている。
そしてこのように加工された基板１１の溝１３上以外の
領域に選択的に薄く形成されたエピタキシャル結晶層１
２にＮ型のＢ原子が、例えば３０μｍ×３０μｍの寸法
で選択的にイオン注入されてＮ°層１５が形成されてＰ
−Ｎ接合が形成されてホトダイオードより成る画素１４
が形成されている。
領域に選択的に薄く形成されたエピタキシャル結晶層１
２にＮ型のＢ原子が、例えば３０μｍ×３０μｍの寸法
で選択的にイオン注入されてＮ°層１５が形成されてＰ
−Ｎ接合が形成されてホトダイオードより成る画素１４
が形成されている。
更にこのエピタキシャル結晶層１２上に、該基板の表面
保護用の陽極酸化膜１６と、ＺｎＳ膜よりなる反射防止
膜１７が積層して形成され、前記Ｎ゛層１５上に窓開き
されており、Ｉｎよりなるコンタクト電極１８が蒸着お
よびホトレジスト膜を用いたリフトオフ法により所定の
パターンに形成されている。
保護用の陽極酸化膜１６と、ＺｎＳ膜よりなる反射防止
膜１７が積層して形成され、前記Ｎ゛層１５上に窓開き
されており、Ｉｎよりなるコンタクト電極１８が蒸着お
よびホトレジスト膜を用いたリフトオフ法により所定の
パターンに形成されている。
このようにすれば、第１図に示すようにホトダイオード
よりなる画素１４間に入射した赤外線によりより光電変
換した信号電荷１５は、画素１４までの距離が、該信号
電荷１５の拡散長の例えば２０μｍより長くなるような
寸法で、前記凹部上のエピタキシャル層１２の厚さの寸
法を形成しているので、前記画素１４に到達する迄に消
滅する。
よりなる画素１４間に入射した赤外線によりより光電変
換した信号電荷１５は、画素１４までの距離が、該信号
電荷１５の拡散長の例えば２０μｍより長くなるような
寸法で、前記凹部上のエピタキシャル層１２の厚さの寸
法を形成しているので、前記画素１４に到達する迄に消
滅する。
このため、ホトダイオードより成る画素内の領域に入射
した赤外光により光電変換した電荷のみが、その画素の
信号電荷となるため、クロストークが発生しない赤外線
検知装置が得られる。
した赤外光により光電変換した電荷のみが、その画素の
信号電荷となるため、クロストークが発生しない赤外線
検知装置が得られる。
［発明の効果］
以上の説明から明らかなように本発明によれば、画素間
の光電変換するエピタキシャル層の厚さが部分的に厚く
形成されており、画素間で光電変換された信号電荷がこ
の厚いエピタキシャル層に遮られて隣接する画素に到達
しなくなるのでクロストークの発生しない、鮮明な赤外
画像が形成される赤外線検知装置が得られる効果がある
。
の光電変換するエピタキシャル層の厚さが部分的に厚く
形成されており、画素間で光電変換された信号電荷がこ
の厚いエピタキシャル層に遮られて隣接する画素に到達
しなくなるのでクロストークの発生しない、鮮明な赤外
画像が形成される赤外線検知装置が得られる効果がある
。
第１図は本発明の赤外線検知装置の原理図、第２図（ａ
）および第２図（ｂ）は本発明の一実施例の平面図と断
面０図、 第３図は本発明の一実施例の斜視図、 第４図は従来の装置の断面図である。 図において、 １１は半導体基板（ＣｄＴｅ基板）、１２はエピタキシ
ャル結晶層、１３は溝、１４は画素、１５はＮ°層、１
６は陽極酸化膜、１７は反射防止膜、１８はコンタクト
電極を示す。 不・延明の一天Ｐｌｅ、使−？ｒ）ｒＬ図ｔＩ３ ■ 従来め装置の断面図 第４図
）および第２図（ｂ）は本発明の一実施例の平面図と断
面０図、 第３図は本発明の一実施例の斜視図、 第４図は従来の装置の断面図である。 図において、 １１は半導体基板（ＣｄＴｅ基板）、１２はエピタキシ
ャル結晶層、１３は溝、１４は画素、１５はＮ°層、１
６は陽極酸化膜、１７は反射防止膜、１８はコンタクト
電極を示す。 不・延明の一天Ｐｌｅ、使−？ｒ）ｒＬ図ｔＩ３ ■ 従来め装置の断面図 第４図
Claims (1)
- ＸおよびＹ方向に所定のピッチで溝（１３）を設けた半
導体基板（１１）上に、赤外線検知素子形成用のエピタ
キシャル結晶層（１２）を設け、前記基板の溝以外の領
域上に選択的に薄く形成された前記エピタキシャル結晶
層（１２）に、該エピタキシャル結晶層と逆導電型の不
純物原子を選択的に導入してＰ−Ｎ接合部を形成してホ
トダイオードよりなる画素（１４）を設けたことを特徴
とする赤外線検知装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63310779A JPH02155269A (ja) | 1988-12-07 | 1988-12-07 | 赤外線検知装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63310779A JPH02155269A (ja) | 1988-12-07 | 1988-12-07 | 赤外線検知装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02155269A true JPH02155269A (ja) | 1990-06-14 |
Family
ID=18009371
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63310779A Pending JPH02155269A (ja) | 1988-12-07 | 1988-12-07 | 赤外線検知装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02155269A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02272765A (ja) * | 1989-04-14 | 1990-11-07 | Nec Corp | 配列型赤外線検知器 |
| US5373182A (en) * | 1993-01-12 | 1994-12-13 | Santa Barbara Research Center | Integrated IR and visible detector |
-
1988
- 1988-12-07 JP JP63310779A patent/JPH02155269A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02272765A (ja) * | 1989-04-14 | 1990-11-07 | Nec Corp | 配列型赤外線検知器 |
| US5373182A (en) * | 1993-01-12 | 1994-12-13 | Santa Barbara Research Center | Integrated IR and visible detector |
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