JPH02260468A - 赤外光検出素子 - Google Patents
赤外光検出素子Info
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- JPH02260468A JPH02260468A JP1083183A JP8318389A JPH02260468A JP H02260468 A JPH02260468 A JP H02260468A JP 1083183 A JP1083183 A JP 1083183A JP 8318389 A JP8318389 A JP 8318389A JP H02260468 A JPH02260468 A JP H02260468A
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- infrared light
- film
- thickness
- insulating film
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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】
［産業上の利用分野］
本発明は、例えば、ショットキー・バリア・ダイオード
などを用いた赤外光検出素子に関し、さら（こ詳しくは
、光入射面の反対側の面に反射膜を有する赤外光検出素
子に関する。
などを用いた赤外光検出素子に関し、さら（こ詳しくは
、光入射面の反対側の面に反射膜を有する赤外光検出素
子に関する。
［従来の技術］
第５図は、従来例のショットキー型の赤外光検出素子１
０の断面図であり、同図１こおいて、２はｐ形のＳｉ基
板、３はＰｔ５ｌ（白金シリサイド）膜、４はこのＰｔ
Ｓｉ膜３の周囲を囲むように形成されたｎ形の不純物
層からなるガードリング、７は素子分離のためのＳ ｉ
ＯｘＨｓ ６はＡｔよりなる反射膜、５゜は例えば、Ｓ
ｉ Ｏｓ、Ｓ ｉ Ｏ，Ｓ ｉｘＮνからなる眉間絶
縁膜である。
０の断面図であり、同図１こおいて、２はｐ形のＳｉ基
板、３はＰｔ５ｌ（白金シリサイド）膜、４はこのＰｔ
Ｓｉ膜３の周囲を囲むように形成されたｎ形の不純物
層からなるガードリング、７は素子分離のためのＳ ｉ
ＯｘＨｓ ６はＡｔよりなる反射膜、５゜は例えば、Ｓ
ｉ Ｏｓ、Ｓ ｉ Ｏ，Ｓ ｉｘＮνからなる眉間絶
縁膜である。
かかる構成の赤外光検出素子ｌ。に、その裏面側から矢
符Ａで示されるように、赤外光が入射すると、赤外光は
Ｓｉ基板２を透過し、Ｐｔ Ｓｉ膜３に至り、Ｐｔ Ｓ
ｔ膜３において、電子−正孔の対を生成する。この正孔
のうちＰｔ Ｓｉ膜３とＳｌ基板２とよりなるショット
キー・バリアの障壁を越えるエネルギーのものが８１基
板２に流れ込んで光電流となる。ガードリング４は、エ
ツジ部における電界集中を和らげ、リーク電流を減らす
機能を有する。
符Ａで示されるように、赤外光が入射すると、赤外光は
Ｓｉ基板２を透過し、Ｐｔ Ｓｉ膜３に至り、Ｐｔ Ｓ
ｔ膜３において、電子−正孔の対を生成する。この正孔
のうちＰｔ Ｓｉ膜３とＳｌ基板２とよりなるショット
キー・バリアの障壁を越えるエネルギーのものが８１基
板２に流れ込んで光電流となる。ガードリング４は、エ
ツジ部における電界集中を和らげ、リーク電流を減らす
機能を有する。
このような赤外光検出素子Ｉ０には、検出感度を向上さ
せるために、上述の反射Ｍ６が形成される場合が多く、
この反射膜６は、Ｐｔ Ｓｉ膜３で吸収されなかった赤
外光を反射して再びＰｔ Ｓｉ膜３に入射させるもので
あり、これによって、検出感度が向上する。
せるために、上述の反射Ｍ６が形成される場合が多く、
この反射膜６は、Ｐｔ Ｓｉ膜３で吸収されなかった赤
外光を反射して再びＰｔ Ｓｉ膜３に入射させるもので
あり、これによって、検出感度が向上する。
第６図は、反射膜６の効果を示す特性図であり、入射赤
外光の波長λに対する光電流の比（Ｉｒ／ｉｏ）を示し
ている。ここで、Ｉｒは、反射膜６が形成されている場
合の光電流であり、Ｉｏは、反射膜６が形成されていな
い場合の光電流である。
外光の波長λに対する光電流の比（Ｉｒ／ｉｏ）を示し
ている。ここで、Ｉｒは、反射膜６が形成されている場
合の光電流であり、Ｉｏは、反射膜６が形成されていな
い場合の光電流である。
入射光と反射光との光の干渉効果のために、第６図に示
されるように、光電流の比（ｌｒ／Ｉｏ）は、波長依存
性を示し、波長によって変動する。
されるように、光電流の比（ｌｒ／Ｉｏ）は、波長依存
性を示し、波長によって変動する。
ここで、層間絶縁膜５゜の屈折率をｎｌその膜厚をｔ、
Ｎを整数とすると、 λ＝（４ｎ ｔ ）／（２Ｎ＋ １） の波長の赤外光では、反射！Ｉ６によって検出感度の向
上が図れるけれども、 λ＝２ｎｔ／Ｎ の波長の赤外光では、反射膜６による検出感度の向上は
図れない。
Ｎを整数とすると、 λ＝（４ｎ ｔ ）／（２Ｎ＋ １） の波長の赤外光では、反射！Ｉ６によって検出感度の向
上が図れるけれども、 λ＝２ｎｔ／Ｎ の波長の赤外光では、反射膜６による検出感度の向上は
図れない。
例えば、第６図において、λ、＝４ｎｔの赤外光の場合
には、反射膜６による検出感度の向上を期待できるけれ
ども、１ｍ−２ｎｔの赤外光の場合には、反射膜６のに
よる検出感度の向上は期待できないことになる。
には、反射膜６による検出感度の向上を期待できるけれ
ども、１ｍ−２ｎｔの赤外光の場合には、反射膜６のに
よる検出感度の向上は期待できないことになる。
このため、従来では、検出しようとする赤外光の波長に
ピークがくるように、層間絶縁膜５゜の屈折率ｎおよび
その膜厚ｔを設定するようにしている。
ピークがくるように、層間絶縁膜５゜の屈折率ｎおよび
その膜厚ｔを設定するようにしている。
［発明が解決しようとする課題］
しかしながら、従来の赤外光検出素子では、反射膜によ
る効果は、波長依存性かあるために、上述のλ、および
λ、のいずれの波長でら検出感度の向上を図ることはで
きなかった。
る効果は、波長依存性かあるために、上述のλ、および
λ、のいずれの波長でら検出感度の向上を図ることはで
きなかった。
本発明は、上述の点に鑑みて為されたものであって、反
射膜による効果の波長依存性を低減して広い波長範囲で
検出感度の向上を図れるようにすることを目的とする。
射膜による効果の波長依存性を低減して広い波長範囲で
検出感度の向上を図れるようにすることを目的とする。
［課題を解決するための手段］
本発明では、上述の目的を達成するために、半導体基板
の表面側に、赤外光を光電変換する赤外光検出部と、こ
の赤外光検出部上に形成された絶縁膜と、この絶縁膜上
に形成された反射膜とを備え、前記半導体基板の裏面側
から入射する赤外光を検出する赤外光検出素子において
、前記絶縁膜は、その膜厚が、前記赤外光検出部に対応
する領域で所要の変化をもつように形成されている。
の表面側に、赤外光を光電変換する赤外光検出部と、こ
の赤外光検出部上に形成された絶縁膜と、この絶縁膜上
に形成された反射膜とを備え、前記半導体基板の裏面側
から入射する赤外光を検出する赤外光検出素子において
、前記絶縁膜は、その膜厚が、前記赤外光検出部に対応
する領域で所要の変化をもつように形成されている。
［作用］
上記構成によれば、赤外光検出部上の絶縁膜の膜厚を、
所要の変化をもって不均一に形成しているので、例えば
、その膜厚を、検出しようとする赤外光の波長λ１およ
びλ、にそれぞれ対応する最大膜厚および最小膜厚の間
で変化させることにより、反射膜による効果の波長依存
性を低減し、λ、およびλ、に亘る広い波長範囲の赤外
光の検出感度を全体的に向上させることができる。
所要の変化をもって不均一に形成しているので、例えば
、その膜厚を、検出しようとする赤外光の波長λ１およ
びλ、にそれぞれ対応する最大膜厚および最小膜厚の間
で変化させることにより、反射膜による効果の波長依存
性を低減し、λ、およびλ、に亘る広い波長範囲の赤外
光の検出感度を全体的に向上させることができる。
［実施例］
以下、図面によって本発明の実施例について、詳細に説
明する。
明する。
第Ｔ図は、本発明の−・実施例のショットキー型の赤外
光検出素子の断面図であり、第５図の従来例に対応する
部分には、同一の参照符を付す。
光検出素子の断面図であり、第５図の従来例に対応する
部分には、同一の参照符を付す。
この赤外光検出素子ｌは、ｐ形のＳｉ基板２の表面側に
、Ｐｔ５ｉ（白金シリサイド）膜３が形成され、さらに
、このＰｔ Ｓｉ膜３の周囲を囲むようにｎ形の不純物
層からなるガードリング４が形成される。ｐ形のＳｉ基
板２と、Ｐｔ Ｓｉ膜３とによってショットキー接合が
形成されて赤外光検出部が構成される。
、Ｐｔ５ｉ（白金シリサイド）膜３が形成され、さらに
、このＰｔ Ｓｉ膜３の周囲を囲むようにｎ形の不純物
層からなるガードリング４が形成される。ｐ形のＳｉ基
板２と、Ｐｔ Ｓｉ膜３とによってショットキー接合が
形成されて赤外光検出部が構成される。
この赤外光検出部上には、後述のようにして例えば、Ｓ
ｉ Ｏ＊、Ｓｉ Ｏ，５ｉｚＮ繁からなる層間絶縁膜５
が形成され、さらに、この層間絶縁膜５Ｌには、赤外光
を反射して検出感度を高めるためのＡｌよりなる反射膜
６が形成される。なお、７は素子分離のためのｓｉｏ、
＊である。
ｉ Ｏ＊、Ｓｉ Ｏ，５ｉｚＮ繁からなる層間絶縁膜５
が形成され、さらに、この層間絶縁膜５Ｌには、赤外光
を反射して検出感度を高めるためのＡｌよりなる反射膜
６が形成される。なお、７は素子分離のためのｓｉｏ、
＊である。
この実施例の赤外光検出素子１では、反射１１６によっ
て広い波長範囲に亘って検出感度の向上を図れるように
するために、眉間絶縁膜５は、その膜厚が、赤外光検出
部に対応する領域で所要の変化をもつように形成されて
いる。この層間絶縁膜５の最大および最小の膜厚は、次
のようにして選ばれる。
て広い波長範囲に亘って検出感度の向上を図れるように
するために、眉間絶縁膜５は、その膜厚が、赤外光検出
部に対応する領域で所要の変化をもつように形成されて
いる。この層間絶縁膜５の最大および最小の膜厚は、次
のようにして選ばれる。
すなわち、第６図に基づいて説明したように、反射膜６
による検出感度の向上を示す光電流の比（Ｉｒ／Ｉｏ）
は、波長依存性を示し、層間絶縁膜５の屈折率をｎｌそ
の膜厚をｔ、Ｎを整数とすると、 λ＝（４ｎ ｔ ）／（２Ｎ＋ １） の波長の赤外光のときに、反射膜６による検出感度向上
が最大となる。
による検出感度の向上を示す光電流の比（Ｉｒ／Ｉｏ）
は、波長依存性を示し、層間絶縁膜５の屈折率をｎｌそ
の膜厚をｔ、Ｎを整数とすると、 λ＝（４ｎ ｔ ）／（２Ｎ＋ １） の波長の赤外光のときに、反射膜６による検出感度向上
が最大となる。
そこで、例えば、第６図のλ１からλ、（＝λ。
／２）の波長範囲に亘って検出感度の向上を図る場合に
は、層間絶縁膜５の最大の膜厚ｔ、および最小の膜厚ｔ
、を、例えば、ｌ ｌ＝λ１／４ｎ、Ｌｘ；λ、／４ｎ
とし、ｔｉから【、の間で変化させればよい。
は、層間絶縁膜５の最大の膜厚ｔ、および最小の膜厚ｔ
、を、例えば、ｌ ｌ＝λ１／４ｎ、Ｌｘ；λ、／４ｎ
とし、ｔｉから【、の間で変化させればよい。
これによって、λ１の波長の赤外光は、最大の膜厚ｊ＋
の部分によって検出感度が最も向上し、一方、λ、の波
長の赤外光は、最小の膜厚ｔ、の部分によって検出感度
が最も向上し、λ、〜λ、の波長の赤外光は、ｔ、〜ｔ
、の膜厚の部分によって検出感度が向上する。
の部分によって検出感度が最も向上し、一方、λ、の波
長の赤外光は、最小の膜厚ｔ、の部分によって検出感度
が最も向上し、λ、〜λ、の波長の赤外光は、ｔ、〜ｔ
、の膜厚の部分によって検出感度が向上する。
したがって、赤外光検出部に対応する領域において、層
間絶縁膜の膜厚を、１＋からｔ、の間で所要の変化をも
たせることにより、第２図の特性図に示されるように、
λ、からλμ＝λＩ／２）の波長範囲に亘って検出感度
を全体的に向上させることができる。
間絶縁膜の膜厚を、１＋からｔ、の間で所要の変化をも
たせることにより、第２図の特性図に示されるように、
λ、からλμ＝λＩ／２）の波長範囲に亘って検出感度
を全体的に向上させることができる。
このように膜厚に変化をもたせた眉間絶縁膜５の形成は
、例えば、フォトエツチングによって行われる。すなわ
ち、最大の膜厚ｔ、となる部分を、レジストによってマ
スクし、層間絶縁膜が５ｔＯ２の場合には、ＨＦの溶液
で最小の膜厚までエツチングすればよい。なお、反射膜
６は、従来と同様に、スパッタリングによって均一な膜
厚で形成される。
、例えば、フォトエツチングによって行われる。すなわ
ち、最大の膜厚ｔ、となる部分を、レジストによってマ
スクし、層間絶縁膜が５ｔＯ２の場合には、ＨＦの溶液
で最小の膜厚までエツチングすればよい。なお、反射膜
６は、従来と同様に、スパッタリングによって均一な膜
厚で形成される。
以上のような構成を有する赤外光検出素子１に、その裏
面側から矢符Ａで示されるように、赤外光が入射すると
、赤外光はＳｉ基板２を透過し、Ｐｔ５ｔ膜３に至り、
ｐｔ ｓｉ膜３において、電子−正孔の対を生成する。
面側から矢符Ａで示されるように、赤外光が入射すると
、赤外光はＳｉ基板２を透過し、Ｐｔ５ｔ膜３に至り、
ｐｔ ｓｉ膜３において、電子−正孔の対を生成する。
この正孔のうちＰｔ Ｓｔ膜３とＳｉ基板２とよりなる
ショットキー・バリアの障壁を越えるエネルギーのもの
がＳｉ基板２に流れ込んで光電流となる。ガードリング
４は、エツジ部における電界集中を和らげ、リーク電流
を、減らす機能を有する。反射膜６は、ｐｔ ｓｔ膜３
で吸収されなかった赤外光を反射して再びｐｔＳｉ膜３
に入射させるものであり、これによって、検出感度が向
上する。
ショットキー・バリアの障壁を越えるエネルギーのもの
がＳｉ基板２に流れ込んで光電流となる。ガードリング
４は、エツジ部における電界集中を和らげ、リーク電流
を、減らす機能を有する。反射膜６は、ｐｔ ｓｔ膜３
で吸収されなかった赤外光を反射して再びｐｔＳｉ膜３
に入射させるものであり、これによって、検出感度が向
上する。
この実施例の赤外光検出素子！では、上述のように、眉
間絶縁膜５を、その膜厚が、ｔ、からｔ。
間絶縁膜５を、その膜厚が、ｔ、からｔ。
の間で所要の変化をもたせて形成されているので、第６
図に対応する第２図の特性図に示されるように、反射膜
６による効果の波長依存性が低減されてλ、からλ、の
広い波長範囲に亘って検出感度を全体的に向上させるこ
とができる。
図に対応する第２図の特性図に示されるように、反射膜
６による効果の波長依存性が低減されてλ、からλ、の
広い波長範囲に亘って検出感度を全体的に向上させるこ
とができる。
第３図および第４図は、本発明の他の実施例の断面図で
あり、上述の実施例に対応する部分には、同一の参照符
を付す。
あり、上述の実施例に対応する部分には、同一の参照符
を付す。
これらの実施例では、層間絶縁膜５を、均一な膜厚の第
１の層間絶縁膜５．と、フォトエツチングによってパタ
ーニングした第２の層間絶縁膜５、との２層で構成し、
全体として膜厚を、ｔ、からｔ、に変化させるようにし
ている。
１の層間絶縁膜５．と、フォトエツチングによってパタ
ーニングした第２の層間絶縁膜５、との２層で構成し、
全体として膜厚を、ｔ、からｔ、に変化させるようにし
ている。
第３図に示される層間絶縁膜は、第１の層間絶縁膜５．
とじて、例えば、均一な膜厚の５ｉｎｓ膜を形成し、次
に、ＳｉにＮ）の膜を積み、フォトエツチングによって
所要のレジストパターンをマスクにして５ｉｘＮ４膜を
、例えば、フレオンガスによるプラズマエツチングによ
ってパターニングすることにより、第２の層間絶縁膜５
．が形成される。
とじて、例えば、均一な膜厚の５ｉｎｓ膜を形成し、次
に、ＳｉにＮ）の膜を積み、フォトエツチングによって
所要のレジストパターンをマスクにして５ｉｘＮ４膜を
、例えば、フレオンガスによるプラズマエツチングによ
ってパターニングすることにより、第２の層間絶縁膜５
．が形成される。
また、第４図に示される眉間絶縁膜５は、フォトエツチ
ングによってパターニングした第２の眉間絶縁１１５．
を形成した後、第１の層間絶縁膜５゜を均一に形成す４
ことによって得られる。
ングによってパターニングした第２の眉間絶縁１１５．
を形成した後、第１の層間絶縁膜５゜を均一に形成す４
ことによって得られる。
上述の実施例では、赤外光検出部が、ショットキーバリ
ア型のものについて説明したけれども、本発明は、これ
に限定されるものではなく、ＨｇＣｄ Ｔｅなどの化合
物半導体を用いたものにも同様に適用できるものである
。
ア型のものについて説明したけれども、本発明は、これ
に限定されるものではなく、ＨｇＣｄ Ｔｅなどの化合
物半導体を用いたものにも同様に適用できるものである
。
［発明の効果］
以上のように本発明によれば、絶縁膜は、その膜厚が所
要の変化をもって形成されているので、反射膜による効
果の波長依存性を低減することができ、これによって、
広い波長範囲で検出感度の向上を図ることが可能となる
。
要の変化をもって形成されているので、反射膜による効
果の波長依存性を低減することができ、これによって、
広い波長範囲で検出感度の向上を図ることが可能となる
。
第１図は本発明の一実施例の断面図、第２図は本発明に
よる効果を説明するための入射赤外光の波長と光電流の
比との関係を示す特性図、第３図および第４図は本発明
の他の実施例の断面図、第５図は従来例の断面図、第６
図は従来例の入射赤外光の波長と光電流の比との関係を
示す特性図である。 １、ｌａ 、１ｂ 、１．−・・赤外光検出素子、２−
８ ｌ基板、３・・・Ｐｔ５ｉ（白金シリサイド）膜、
５゜５８・・層間絶縁膜、６・・・反射膜。
よる効果を説明するための入射赤外光の波長と光電流の
比との関係を示す特性図、第３図および第４図は本発明
の他の実施例の断面図、第５図は従来例の断面図、第６
図は従来例の入射赤外光の波長と光電流の比との関係を
示す特性図である。 １、ｌａ 、１ｂ 、１．−・・赤外光検出素子、２−
８ ｌ基板、３・・・Ｐｔ５ｉ（白金シリサイド）膜、
５゜５８・・層間絶縁膜、６・・・反射膜。
Claims (1)
- （１）半導体基板の表面側に、赤外光を光電変換する赤
外光検出部と、この赤外光検出部上に形成された絶縁膜
と、この絶縁膜上に形成された反射膜とを備え、前記半
導体基板の裏面側から入射する赤外光を検出する赤外光
検出素子において、前記絶縁膜は、その膜厚が、前記赤
外光検出部に対応する領域で所要の変化をもつように形
成されることを特徴とする赤外光検出素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1083183A JPH02260468A (ja) | 1989-03-30 | 1989-03-30 | 赤外光検出素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1083183A JPH02260468A (ja) | 1989-03-30 | 1989-03-30 | 赤外光検出素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02260468A true JPH02260468A (ja) | 1990-10-23 |
Family
ID=13795199
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1083183A Pending JPH02260468A (ja) | 1989-03-30 | 1989-03-30 | 赤外光検出素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02260468A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107394000A (zh) * | 2017-08-08 | 2017-11-24 | 中国电子科技集团公司第四十四研究所 | 硅基铂硅纳米管探测器及其制作方法 |
| JP2021107786A (ja) * | 2019-12-27 | 2021-07-29 | 富士通株式会社 | 光センサ |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5619643Y2 (ja) * | 1976-09-04 | 1981-05-11 | ||
| JPS6138070A (ja) * | 1984-07-30 | 1986-02-24 | 井坪 正信 | プレハブ式駐車場屋根 |
| JPH01107624U (ja) * | 1988-01-14 | 1989-07-20 |
-
1989
- 1989-03-30 JP JP1083183A patent/JPH02260468A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5619643Y2 (ja) * | 1976-09-04 | 1981-05-11 | ||
| JPS6138070A (ja) * | 1984-07-30 | 1986-02-24 | 井坪 正信 | プレハブ式駐車場屋根 |
| JPH01107624U (ja) * | 1988-01-14 | 1989-07-20 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107394000A (zh) * | 2017-08-08 | 2017-11-24 | 中国电子科技集团公司第四十四研究所 | 硅基铂硅纳米管探测器及其制作方法 |
| JP2021107786A (ja) * | 2019-12-27 | 2021-07-29 | 富士通株式会社 | 光センサ |
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