JPH03120765A - 赤外線半導体検出器およびその製造方法 - Google Patents
赤外線半導体検出器およびその製造方法Info
- Publication number
- JPH03120765A JPH03120765A JP2253985A JP25398590A JPH03120765A JP H03120765 A JPH03120765 A JP H03120765A JP 2253985 A JP2253985 A JP 2253985A JP 25398590 A JP25398590 A JP 25398590A JP H03120765 A JPH03120765 A JP H03120765A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- detector
- semiconductor
- infrared
- manufacturing
- semiconductor detector
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- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F30/00—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors
- H10F30/20—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors the devices having potential barriers, e.g. phototransistors
- H10F30/21—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors the devices having potential barriers, e.g. phototransistors the devices being sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation
- H10F30/22—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors the devices having potential barriers, e.g. phototransistors the devices being sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation the devices having only one potential barrier, e.g. photodiodes
- H10F30/221—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors the devices having potential barriers, e.g. phototransistors the devices being sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation the devices having only one potential barrier, e.g. photodiodes the potential barrier being a PN homojunction
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F77/00—Constructional details of devices covered by this subclass
- H10F77/10—Semiconductor bodies
- H10F77/14—Shape of semiconductor bodies; Shapes, relative sizes or dispositions of semiconductor regions within semiconductor bodies
Landscapes
- Light Receiving Elements (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
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、電荷分離のｐｎ接合を備えた赤外線半導体検
出器およびその製造方法に関する。
出器およびその製造方法に関する。
従来、近赤外光用の赤外線半導体センサは適当な補助フ
ィルタ要素の使用下にダイオード形態またはトランジス
タ形態にてシリコンをベースとして製造されていた。こ
の赤外線半導体センサにおいて高い信号／雑音比を得る
ために特に高抵抗の半導体ベース材料が使用されており
、これにより雑音信号としての低暗電流と、従来のダイ
オードまたはトランジスタの大きな拡散長または良好な
赤色感度に基づく高信号電流とが得られる。使用された
スペクトル範囲は所望のスペクトル範囲に特に整合する
反射防止膜によっても取除かれ得る。
ィルタ要素の使用下にダイオード形態またはトランジス
タ形態にてシリコンをベースとして製造されていた。こ
の赤外線半導体センサにおいて高い信号／雑音比を得る
ために特に高抵抗の半導体ベース材料が使用されており
、これにより雑音信号としての低暗電流と、従来のダイ
オードまたはトランジスタの大きな拡散長または良好な
赤色感度に基づく高信号電流とが得られる。使用された
スペクトル範囲は所望のスペクトル範囲に特に整合する
反射防止膜によっても取除かれ得る。
〔発明が解決しようとする課Ｂ］
本発明は、僅かな労力と僅かなコストとを必要とするだ
けの冒頭で述べた種類の赤外線半導体検出器およびその
製造方法を提供することを課題とする。
けの冒頭で述べた種類の赤外線半導体検出器およびその
製造方法を提供することを課題とする。
この課題は本発明によれば、赤外線半導体検出器に関し
ては、電荷分離のｐｎ接合が検出器の光入射側の面より
も検出器の光入射側とは反対側の面に接近して配置され
ることによって解決される。
ては、電荷分離のｐｎ接合が検出器の光入射側の面より
も検出器の光入射側とは反対側の面に接近して配置され
ることによって解決される。
またこの課題は本発明によれば、赤外線半導体検出器の
製造方法に関しては、検出器のスペクトル応答範囲が、
半導体材料の適宜の選定および（または）適宜の工程操
作により決められる少数電荷キャリヤの拡散長によって
決定されるか、または、検出器を製造する半導体材料の
機械的および（または）化学的切除により決められる厚
みによって決定されるか、または、検出器表面の機械的
および（または）化学的粗仕上による、および（または
）、検出器材料内へダメージを与えることによる、およ
び（または）検出器材料の付加的なドーピングによる表
面再結合によって決定されることによって解決される。
製造方法に関しては、検出器のスペクトル応答範囲が、
半導体材料の適宜の選定および（または）適宜の工程操
作により決められる少数電荷キャリヤの拡散長によって
決定されるか、または、検出器を製造する半導体材料の
機械的および（または）化学的切除により決められる厚
みによって決定されるか、または、検出器表面の機械的
および（または）化学的粗仕上による、および（または
）、検出器材料内へダメージを与えることによる、およ
び（または）検出器材料の付加的なドーピングによる表
面再結合によって決定されることによって解決される。
本発明はシリコン材料内での光の吸収特性の利用に基づ
いている。吸収係数に基づいて短波長光は非常に素早く
、つまり光入射側のシリコン表面に接近したところで殆
ど吸収される。これに対して、長波長光はシリコン材料
の内部で初めて多くの量が吸収されて、電子正孔対の生
成のために使用される。それぞれの光の吸収の際に発生
する電荷キャリヤが電荷分離のｐｎ接合に到達するかど
うかは、この電荷キャリヤの拡散長と損失電流のメカニ
ズムとに依存する。
いている。吸収係数に基づいて短波長光は非常に素早く
、つまり光入射側のシリコン表面に接近したところで殆
ど吸収される。これに対して、長波長光はシリコン材料
の内部で初めて多くの量が吸収されて、電子正孔対の生
成のために使用される。それぞれの光の吸収の際に発生
する電荷キャリヤが電荷分離のｐｎ接合に到達するかど
うかは、この電荷キャリヤの拡散長と損失電流のメカニ
ズムとに依存する。
従来技術においては、電荷分離のｐｎ接合は光入射側の
表面に配置されていた。それに対して、本発明において
は、電荷分離のｐｎ接合は半導体検出器の光入射側の前
面から半導体検出器の光入射側とは反対側の背面へ移動
させられている。これによって、（例えば赤色光の吸収
によって）シリコン材料の内部深くに生成した電荷キャ
リヤに対する電荷キャリヤ捕集の確率は、（例えば青色
光の吸収によって）半導体検出器の光入射側の表面の近
傍に生成した電荷キャリヤに対する電荷キャリヤ捕集の
確率よりも大きくなる。
表面に配置されていた。それに対して、本発明において
は、電荷分離のｐｎ接合は半導体検出器の光入射側の前
面から半導体検出器の光入射側とは反対側の背面へ移動
させられている。これによって、（例えば赤色光の吸収
によって）シリコン材料の内部深くに生成した電荷キャ
リヤに対する電荷キャリヤ捕集の確率は、（例えば青色
光の吸収によって）半導体検出器の光入射側の表面の近
傍に生成した電荷キャリヤに対する電荷キャリヤ捕集の
確率よりも大きくなる。
本発明に基づくこの種の半導体検出器のスペクトル応答
範囲は、少数電荷キャリヤの拡散長と、半導体検出器を
製造するために使用される半導体基板の厚みと、例えば
表面再結合の如き表面効果とによって決定される。
範囲は、少数電荷キャリヤの拡散長と、半導体検出器を
製造するために使用される半導体基板の厚みと、例えば
表面再結合の如き表面効果とによって決定される。
これらのパラメータは技術的に制御可能である。
例えば、拡散長は半導体検出器を製造するために使用さ
れる半導体材料の適宜の選定および（または）半導体検
出器を製造する際の適宜の工程操作により決定され得る
かまたは左右され得る。例えば、半導体検出器を製造す
るために使用される半導体基板の厚みは機械的または化
学的切除によって調整され得る。例えば、表面再結合は
半導体検出器を製造するために使用された半導体材料の
表面の機械的または化学的粗仕上によって、半導体検出
器を製造するために使用された半導体材料の表面へダメ
ージを与えることによって、付加的なドーピングによっ
て、および（または）、専門家に知られている他の手段
によって決定され得るかまたは左右され得る。さらに、
半導体検出器のスペクトル応答範囲に影響するこれらの
パラメータを変えたりまたは決定したりするために、与
えられた手段および（または）当業者に知られている手
段を組合わせることも可能である。
れる半導体材料の適宜の選定および（または）半導体検
出器を製造する際の適宜の工程操作により決定され得る
かまたは左右され得る。例えば、半導体検出器を製造す
るために使用される半導体基板の厚みは機械的または化
学的切除によって調整され得る。例えば、表面再結合は
半導体検出器を製造するために使用された半導体材料の
表面の機械的または化学的粗仕上によって、半導体検出
器を製造するために使用された半導体材料の表面へダメ
ージを与えることによって、付加的なドーピングによっ
て、および（または）、専門家に知られている他の手段
によって決定され得るかまたは左右され得る。さらに、
半導体検出器のスペクトル応答範囲に影響するこれらの
パラメータを変えたりまたは決定したりするために、与
えられた手段および（または）当業者に知られている手
段を組合わせることも可能である。
本発明によれば、構成が簡単でかつコスト的に有利な赤
外線半導体検出器の提供が可能となり、しかもかかる検
出器のコスト的に青刈でかつ簡単な製造方法が可能とな
る。本発明に基づく半導体検出器においては、特に半導
体検出器によって検出される所定のスペクトル範囲を決
定するための費用の掛かるフィルタ要素および費用の掛
かる反射防止膜は不要である。
外線半導体検出器の提供が可能となり、しかもかかる検
出器のコスト的に青刈でかつ簡単な製造方法が可能とな
る。本発明に基づく半導体検出器においては、特に半導
体検出器によって検出される所定のスペクトル範囲を決
定するための費用の掛かるフィルタ要素および費用の掛
かる反射防止膜は不要である。
〔実施例］
次に、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。
。
第１図は本発明に基づく赤外線ダイオードの代表的なス
ペクトル感度を示す図である。最大感度は約１１０６０
ｎにある。この赤外線ダイオードを製造するために使用
されたシリコン半導体基板の厚さは約４００μｍである
。
ペクトル感度を示す図である。最大感度は約１１０６０
ｎにある。この赤外線ダイオードを製造するために使用
されたシリコン半導体基板の厚さは約４００μｍである
。
スペクトル感度の最大値のスペクトル位置は赤外線ダイ
オードを製造するために使用された半導体基板の厚みを
変えることによって左右され得る。
オードを製造するために使用された半導体基板の厚みを
変えることによって左右され得る。
少数キャリヤの寿命および表面再結合によって、吸収し
た光の波長が小さい場合の広帯域性もしくは阻止特性が
決定される。
た光の波長が小さい場合の広帯域性もしくは阻止特性が
決定される。
第１図および第２図に基づく赤外線ダイオードは本発明
による方法によって製造される。得ようとする（所望の
）波長領域におけるスペクトル感度は、同じ製造方法に
よって製造されるがしかしながら電荷分離のｐｎ接合が
検出器の光入射側の −前面に配置されかつ適当なフィ
ルタ要素または反射防止膜が使用される従来のフォトダ
イオードのスペクトル感度と同じである。本発明に基づ
く赤外線ダイオードにおいては、従来技術に基づ〈従来
のフォトダイオードに比較して、本発明による赤外線ダ
イオードの製造様式により、青色領域の応答確率が抑制
されているだけである。
による方法によって製造される。得ようとする（所望の
）波長領域におけるスペクトル感度は、同じ製造方法に
よって製造されるがしかしながら電荷分離のｐｎ接合が
検出器の光入射側の −前面に配置されかつ適当なフィ
ルタ要素または反射防止膜が使用される従来のフォトダ
イオードのスペクトル感度と同じである。本発明に基づ
く赤外線ダイオードにおいては、従来技術に基づ〈従来
のフォトダイオードに比較して、本発明による赤外線ダ
イオードの製造様式により、青色領域の応答確率が抑制
されているだけである。
拡散長および表面再結合効果によって左右される広帯域
性への影響の他に、半導体検出器を製造するために使用
された半導体材料の厚みを変えることによって、スペク
トル感度の最大値のスペクトル位置も同様に変えられ得
る。第１図と第２図との比較はスペクトル感度の最大値
のスペクトル位置が基板厚みの相違に依存することを示
す。第２図は、第２図に基づく赤外線ダイオードを製造
するために使用された半導体基板は第２図に基づくこの
赤外線ダイオードを製造するために約２゜０８ｍの厚み
のものが使用されたという唯一の点を除いて、第１図の
赤外線ダイオードと同じ製造方法によって製造された赤
外線ダイオードのスペクトル感度を示す。第２図におい
ては最大感度の波長は約１１０００ｎに移動している。
性への影響の他に、半導体検出器を製造するために使用
された半導体材料の厚みを変えることによって、スペク
トル感度の最大値のスペクトル位置も同様に変えられ得
る。第１図と第２図との比較はスペクトル感度の最大値
のスペクトル位置が基板厚みの相違に依存することを示
す。第２図は、第２図に基づく赤外線ダイオードを製造
するために使用された半導体基板は第２図に基づくこの
赤外線ダイオードを製造するために約２゜０８ｍの厚み
のものが使用されたという唯一の点を除いて、第１図の
赤外線ダイオードと同じ製造方法によって製造された赤
外線ダイオードのスペクトル感度を示す。第２図におい
ては最大感度の波長は約１１０００ｎに移動している。
このようにして、例えば、シリコンをヘースとして、ま
たは化合物半導体（例えばＧａＡｓ）をヘースとして、
本発明に基づく赤外線検出器を対応する送信器にスペク
トル的に整合させることが可能となる。
たは化合物半導体（例えばＧａＡｓ）をヘースとして、
本発明に基づく赤外線検出器を対応する送信器にスペク
トル的に整合させることが可能となる。
予想されたように、青色領域においては第２図に基づく
赤外線ダイオードの応答確率は第１図に基づく赤外線ダ
イオードの応答確率よりも大きい。
赤外線ダイオードの応答確率は第１図に基づく赤外線ダ
イオードの応答確率よりも大きい。
第１図および第２図は本発明に基づく赤外線ダイオード
のそれぞれ異なるスペクトル感度を示す図である。
のそれぞれ異なるスペクトル感度を示す図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）電荷分離のｐｎ接合を備えた赤外線半導体検出器に
おいて、前記電荷分離のｐｎ接合は検出器の光入射側の
面よりも検出器の光入射側とは反対側の面に接近して配
置されることを特徴とする赤外線半導体検出器。 ２）前記電荷分離のｐｎ接合は検出器の光入射側とは反
対側の面に配置されることを特徴とする請求項１記載の
赤外線半導体検出器。 ３）前記検出器のスペクトル応答範囲は半導体材料の適
宜の選定および（または）適宜の工程操作により決めら
れる少数電荷キャリヤの拡散長によって決定されること
を特徴とする請求項１または２記載の赤外線半導体検出
器の製造方法。 ４）前記検出器のスペクトル応答範囲は検出器を製造す
る半導体材料の機械的および（または）化学的切除によ
り決められる厚みによって決定されることを特徴とする
請求項１ないし３の１つに記載の赤外線半導体検出器の
製造方法。 ５）前記検出器のスペクトル応答範囲は検出器表面の機
械的および（または）化学的粗仕上による、および（ま
たは）、検出器材料内へダメージを与えることによる、
および（または）検出器材料の付加的なドーピングによ
る表面再結合によって決定されることを特徴とする請求
項１ないし４の１つに記載の赤外線半導体検出器の製造
方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP89117692A EP0419692A1 (de) | 1989-09-25 | 1989-09-25 | Infrarot-Detektor und Herstellungsverfahren dazu |
| EP89117692.7 | 1989-09-25 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03120765A true JPH03120765A (ja) | 1991-05-22 |
Family
ID=8201924
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2253985A Pending JPH03120765A (ja) | 1989-09-25 | 1990-09-21 | 赤外線半導体検出器およびその製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0419692A1 (ja) |
| JP (1) | JPH03120765A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102022124808A1 (de) * | 2022-09-27 | 2024-03-28 | Infineon Technologies Ag | Leistungs-halbleitervorrichtung, messsystem und verfahren zum bestimmen eines stroms einer leistungs-halbleitervorrichtung |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3213226A1 (de) * | 1982-04-08 | 1983-10-20 | Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt | Halbleiterbauelement |
-
1989
- 1989-09-25 EP EP89117692A patent/EP0419692A1/de not_active Withdrawn
-
1990
- 1990-09-21 JP JP2253985A patent/JPH03120765A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0419692A1 (de) | 1991-04-03 |
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