JPH03133181A - 赤外線検知装置 - Google Patents
赤外線検知装置Info
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- JPH03133181A JPH03133181A JP1272309A JP27230989A JPH03133181A JP H03133181 A JPH03133181 A JP H03133181A JP 1272309 A JP1272309 A JP 1272309A JP 27230989 A JP27230989 A JP 27230989A JP H03133181 A JPH03133181 A JP H03133181A
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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〕
多素子型で裏面入射型の赤外線検知装置に関し、画素間
のクロストークの発生を防止し、該検知装置に導入され
る迷光を防止し、視野角が所定の角度に規制できる多素
子型の裏面入射型の赤外線検知装置を目的とし、 基板上に素子形成用の半導体結晶を設け、該半導体結晶
の素子形成予定領域に素子形成用の不純物原子を導入し
た素子に於いて、 前記素子形成予定領域以外の領域に対向した基板領域に
溝を設け、該構内に赤外線吸収体を埋設して構成する。
のクロストークの発生を防止し、該検知装置に導入され
る迷光を防止し、視野角が所定の角度に規制できる多素
子型の裏面入射型の赤外線検知装置を目的とし、 基板上に素子形成用の半導体結晶を設け、該半導体結晶
の素子形成予定領域に素子形成用の不純物原子を導入し
た素子に於いて、 前記素子形成予定領域以外の領域に対向した基板領域に
溝を設け、該構内に赤外線吸収体を埋設して構成する。
本発明は裏面入射型の多素子の光起電力型の赤外線検知
装置に関する。
装置に関する。
カドミウムテルル（ＣｄＴｅ）のような赤外線を透過す
る化合物半導体基板上に、該基板と格子定数が接近した
エネルギーバンドギャップの狭い素子形成用の水銀・カ
ドミウム・テルル（）１ｇ１□Ｃｄ。
る化合物半導体基板上に、該基板と格子定数が接近した
エネルギーバンドギャップの狭い素子形成用の水銀・カ
ドミウム・テルル（）１ｇ１□Ｃｄ。
Ｔｅ）よりなる化合物半導体結晶を気相、或いは液相エ
ピタキシャル成長し、該Ｈｇ＋−ｘ Ｃｄ）Ｉ Ｔｅ結
晶の所定領域に選択的に素子形成用の不純物原子を導入
してＰ−Ｎ接合を形成して赤外線検知素子を形成し、該
基板の裏面側より赤外線を入射して、該入射赤外線を前
記赤外線検知素子で検知している。
ピタキシャル成長し、該Ｈｇ＋−ｘ Ｃｄ）Ｉ Ｔｅ結
晶の所定領域に選択的に素子形成用の不純物原子を導入
してＰ−Ｎ接合を形成して赤外線検知素子を形成し、該
基板の裏面側より赤外線を入射して、該入射赤外線を前
記赤外線検知素子で検知している。
従来の赤外線検知素子の構造は第２図に示すように、赤
外線を透過するＣｄＴｅ基板１上に、該基板と格子定数
が接近した素子形成用のＰ型のｆ１ｇ＋−ｘＣｄ、 Ｔ
ｅ結晶２が液相エピタキシャル成長等により形成され、
該結晶の所定領域に選択的にＮ型の不純物のボロン（Ｂ
）原子がイオン注入されてＰ−Ｎ接合３が形成されて赤
外線検知装置が形成されている。
外線を透過するＣｄＴｅ基板１上に、該基板と格子定数
が接近した素子形成用のＰ型のｆ１ｇ＋−ｘＣｄ、 Ｔ
ｅ結晶２が液相エピタキシャル成長等により形成され、
該結晶の所定領域に選択的にＮ型の不純物のボロン（Ｂ
）原子がイオン注入されてＰ−Ｎ接合３が形成されて赤
外線検知装置が形成されている。
この赤外線検知装置の裏面側より矢印Ａ方向に沿って入
射した赤外線は、ｌＩｇ＋−ｘ Ｃｄｘ Ｔｅ結晶２で
光電変換されてキャリア４となる。そして近来、これら
の赤外線検知素子は益々高密度に形成されるように成っ
ており、検知素子間の距離ｌはキャリア４の拡散長より
短くなる傾向があり、そのためこのキャリアが両方の検
知素子５Ａ、５Ｂに跨がって入射するように成って、上
記検知素子の直下より矢印Ｂに示すように入射した赤外
線が光電変換して得られたキャリアとＰ−Ｎ接合部で混
合するようになり、信号のクロストークの発生が見られ
るようになる。
射した赤外線は、ｌＩｇ＋−ｘ Ｃｄｘ Ｔｅ結晶２で
光電変換されてキャリア４となる。そして近来、これら
の赤外線検知素子は益々高密度に形成されるように成っ
ており、検知素子間の距離ｌはキャリア４の拡散長より
短くなる傾向があり、そのためこのキャリアが両方の検
知素子５Ａ、５Ｂに跨がって入射するように成って、上
記検知素子の直下より矢印Ｂに示すように入射した赤外
線が光電変換して得られたキャリアとＰ−Ｎ接合部で混
合するようになり、信号のクロストークの発生が見られ
るようになる。
そこでクロストークの発生を防止するために、本出願人
は以前に第３図に示すように、特開昭６３−１３３５８
０号に於いて、水銀（ｌ１ｇ）空孔をアクセプタとした
高濃度のＰ”Ｈｇｔ□ＣｄＸＴｅ基板６に所定のパター
ンにＨ，を選択的に拡散して前記ｎｇ空孔を埋めて形成
したＰ型島状領域７を形成し、これを−個の画素として
前記Ｈｇを拡散していないＰ”）Ｉｇ＋−やＣｄＸＴｅ
基板領域８をチャネルストップ領域とした多素子型の光
起電力型赤外線検知素子を提案している。
は以前に第３図に示すように、特開昭６３−１３３５８
０号に於いて、水銀（ｌ１ｇ）空孔をアクセプタとした
高濃度のＰ”Ｈｇｔ□ＣｄＸＴｅ基板６に所定のパター
ンにＨ，を選択的に拡散して前記ｎｇ空孔を埋めて形成
したＰ型島状領域７を形成し、これを−個の画素として
前記Ｈｇを拡散していないＰ”）Ｉｇ＋−やＣｄＸＴｅ
基板領域８をチャネルストップ領域とした多素子型の光
起電力型赤外線検知素子を提案している。
またその他の装置として、本出願人は以前に特開昭６３
−２５９０８号に於いて、絶縁性、或いは半絶縁性基板
上に形成した化合物半導体結晶層の所定位置にＰ−Ｎ接
合を形成したホトダイオードアレイを形成する際、前記
基板と素子形成用化合物半導体結晶層との間に、該素子
形成用化合物半導体結晶層よりエネルギーバンドギャッ
プの大きい化合物半導体結晶をバッファ層として設け、
前記Ｐ〜Ｎ接合部を設けた素子形成用化合物半導体結晶
層を、該結晶層表面よりバッファ層に、或いは素子形成
用結晶層表面より基板に到達する溝を設けることにより
、前記バッファ層上に形成された素子形成用結晶層をメ
サ状に成形するとともに、前記溝の底部に光吸収体層を
設けた赤外線検知装置を提案している。
−２５９０８号に於いて、絶縁性、或いは半絶縁性基板
上に形成した化合物半導体結晶層の所定位置にＰ−Ｎ接
合を形成したホトダイオードアレイを形成する際、前記
基板と素子形成用化合物半導体結晶層との間に、該素子
形成用化合物半導体結晶層よりエネルギーバンドギャッ
プの大きい化合物半導体結晶をバッファ層として設け、
前記Ｐ〜Ｎ接合部を設けた素子形成用化合物半導体結晶
層を、該結晶層表面よりバッファ層に、或いは素子形成
用結晶層表面より基板に到達する溝を設けることにより
、前記バッファ層上に形成された素子形成用結晶層をメ
サ状に成形するとともに、前記溝の底部に光吸収体層を
設けた赤外線検知装置を提案している。
更に他の装置として、本出願人は以前に特開昭６１−１
８７５０８号に於いて、前記クロストークを防止する赤
外線検知素子として、第４図に示すようにＣｄＴｅ基板
ｌ基板子形成用のＨｇ＋−、ｃａＸＴｅ結晶２との境界
で、赤外線素子５に対応した以外の領域に赤外線吸収膜
９を形成した赤外線検知装置を提案している。
８７５０８号に於いて、前記クロストークを防止する赤
外線検知素子として、第４図に示すようにＣｄＴｅ基板
ｌ基板子形成用のＨｇ＋−、ｃａＸＴｅ結晶２との境界
で、赤外線素子５に対応した以外の領域に赤外線吸収膜
９を形成した赤外線検知装置を提案している。
然し、上記した第１の装置では、水銀は易蒸発性の元素
であり、上記水銀と処理すべきＰゝＨｇｔ−８Ｃｄ、
Ｔｅの結晶基板をアンプル内に封入して該Ｐ゛ｆｉｇ、
−＋ｃ ＣｄＸＴｅ結晶を所望のキャリア濃度に成る迄
水銀空孔を埋めてＰ型のＨｇ＋−ｘ Ｃｄｘ Ｔｅの結
晶を再現性良く制御して形成することは困難である。
であり、上記水銀と処理すべきＰゝＨｇｔ−８Ｃｄ、
Ｔｅの結晶基板をアンプル内に封入して該Ｐ゛ｆｉｇ、
−＋ｃ ＣｄＸＴｅ結晶を所望のキャリア濃度に成る迄
水銀空孔を埋めてＰ型のＨｇ＋−ｘ Ｃｄｘ Ｔｅの結
晶を再現性良く制御して形成することは困難である。
また上記した第２の装置は装置形成に多大の手間を要す
る問題がある。
る問題がある。
また上記した第４図の装置では矢印Ｃに示すように、Ｃ
ｄＴｅ基板１の裏面側より斜め方向に入射した赤外線の
迷光は、赤外線吸収ｙ９に吸収されずに該１１ｇｔ−ｘ
Ｃｄｘ Ｔｅ結晶２に導入されてキャリアが形成され
、このキャリアが隣接する他の赤外線検知素子５に導入
されて、迷光を発生する問題が生じる。
ｄＴｅ基板１の裏面側より斜め方向に入射した赤外線の
迷光は、赤外線吸収ｙ９に吸収されずに該１１ｇｔ−ｘ
Ｃｄｘ Ｔｅ結晶２に導入されてキャリアが形成され
、このキャリアが隣接する他の赤外線検知素子５に導入
されて、迷光を発生する問題が生じる。
このような問題点は上記第１の装置に限らず、従来のい
ずれの装置でも生じる。
ずれの装置でも生じる。
本発明は上記従来の問題点を除去し、クロストークの発
生を防止し、入射される赤外線の視野角が所定の値に規
制され、迷光の入射を防止した裏面入射型の多素子の赤
外線検知素子の提供を目的とする。
生を防止し、入射される赤外線の視野角が所定の値に規
制され、迷光の入射を防止した裏面入射型の多素子の赤
外線検知素子の提供を目的とする。
上記目的を達成する本発明の赤外線検知装置は、第１図
（ａ）、および第１図（ｂｌに示すように、基板１１上
に素子形成用の半導体結晶１２を設け、該半導体結晶の
素子形成予定領域１３に素子形成用の不純物原子を導入
した素子に於いて、 前記素子形成予定領域１３以外の領域に対向した基板の
領域に１１５を設け、該溝内に赤外線吸収体１４を埋設
して構成する。
（ａ）、および第１図（ｂｌに示すように、基板１１上
に素子形成用の半導体結晶１２を設け、該半導体結晶の
素子形成予定領域１３に素子形成用の不純物原子を導入
した素子に於いて、 前記素子形成予定領域１３以外の領域に対向した基板の
領域に１１５を設け、該溝内に赤外線吸収体１４を埋設
して構成する。
本発明の赤外線検知装置は、第１図（ａ）および第１図
（ｂ）に示すように検知素子形成用のＩｌｇ、−、Ｃｄ
ＸＴｅの結晶を形成するＣｄＴｅ基板１１に於いて、赤
外線検知素子形成予定領域１３以外の領域に対応したＣ
ｄＴｅ基板の領域に溝１５を設け、該溝内に赤外線吸収
体１４を埋設する。この赤外線吸収体は素子形成用のｌ
１ｇ＋−ｘ ＣｄＸＴｅの結晶よりＸ値が小さく、エネ
ルギーバンドギャップの狭いＨｇＩ−ｙ Ｃｄｙ Ｔｅ
結晶を埋設する。
（ｂ）に示すように検知素子形成用のＩｌｇ、−、Ｃｄ
ＸＴｅの結晶を形成するＣｄＴｅ基板１１に於いて、赤
外線検知素子形成予定領域１３以外の領域に対応したＣ
ｄＴｅ基板の領域に溝１５を設け、該溝内に赤外線吸収
体１４を埋設する。この赤外線吸収体は素子形成用のｌ
１ｇ＋−ｘ ＣｄＸＴｅの結晶よりＸ値が小さく、エネ
ルギーバンドギャップの狭いＨｇＩ−ｙ Ｃｄｙ Ｔｅ
結晶を埋設する。
このようにすれば、上記エネルギーバンドギャップの狭
いＩｌｇ、−アＣｄ、 Ｔｅ結晶は、素子形成用のエネ
ルギーバンドギャップの広いＩｌｇ、−やＣｄ、 Ｔｅ
の結晶より赤外線を吸収し易く、かつこの赤外線吸収体
がＣｄＴｅ基板内に分厚く埋設されているので、ＣｄＴ
ｅ基板１１の裏面側より矢印りに示すような斜め方向よ
り入射した赤外線の迷光でも、総てこの赤外線吸収体に
吸収されるので、斜め方向より入射した赤外線が規制さ
れてＨｇｔ−ｘ ＣｃＬ Ｔｅ結晶内に導入されない。
いＩｌｇ、−アＣｄ、 Ｔｅ結晶は、素子形成用のエネ
ルギーバンドギャップの広いＩｌｇ、−やＣｄ、 Ｔｅ
の結晶より赤外線を吸収し易く、かつこの赤外線吸収体
がＣｄＴｅ基板内に分厚く埋設されているので、ＣｄＴ
ｅ基板１１の裏面側より矢印りに示すような斜め方向よ
り入射した赤外線の迷光でも、総てこの赤外線吸収体に
吸収されるので、斜め方向より入射した赤外線が規制さ
れてＨｇｔ−ｘ ＣｃＬ Ｔｅ結晶内に導入されない。
そのため、この赤外線吸収体の厚さが厚いので該検知装
置の斜め方向より入射される赤外線の視野角が規制され
、ＨｇＩ−ｘ Ｃｄｘ Ｔｅ結晶内で不要なキャリアが
形成されないのでクロストークの現象が防止できる。
置の斜め方向より入射される赤外線の視野角が規制され
、ＨｇＩ−ｘ Ｃｄｘ Ｔｅ結晶内で不要なキャリアが
形成されないのでクロストークの現象が防止できる。
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１図（ａ）は本発明の赤外線検知装置の構造を示す平
面図で基板の裏面側より見た平面図、第１図（ｂ）は第
１図の１−１”線に沿った断面図である。
面図で基板の裏面側より見た平面図、第１図（ｂ）は第
１図の１−１”線に沿った断面図である。
図示するようにＣｄＴｅ基板１１の上には厚さが１５μ
ｍのＰ型のＨｇＩ−ｘ Ｃｄｘ Ｔｅ（ｘ＝０．２１）
の結晶１２が形成され、該結晶の素子形成予定領域１３
にはＮ型の不純物原子のＢがイオン注入されてＮ型層１
３が形成され、赤外線検知素子が形成されている。
ｍのＰ型のＨｇＩ−ｘ Ｃｄｘ Ｔｅ（ｘ＝０．２１）
の結晶１２が形成され、該結晶の素子形成予定領域１３
にはＮ型の不純物原子のＢがイオン注入されてＮ型層１
３が形成され、赤外線検知素子が形成されている。
上記ＣｄＴｅ基板１１の前記素子形成予定領域と対向す
る領域以外の領域は溝１５が基板の裏面より略表面近傍
に到る迄イオンミリング法により形成され、この溝１５
内には、前記素子形成用のＰ型のＨｇ Ｉ−）ＩＣｄＸ
Ｔｅ（ｘ＝０．２１）の結晶１２よりもＸ値の小さいｌ
１ｇ＋−ｙ Ｃｄｙ Ｔｅ結晶が赤外線吸収体１４とし
て分厚く埋設形成されている。この赤外線吸収体１４を
埋設形成するには、気相エピタキシャル成長法等を用い
て形成する。
る領域以外の領域は溝１５が基板の裏面より略表面近傍
に到る迄イオンミリング法により形成され、この溝１５
内には、前記素子形成用のＰ型のＨｇ Ｉ−）ＩＣｄＸ
Ｔｅ（ｘ＝０．２１）の結晶１２よりもＸ値の小さいｌ
１ｇ＋−ｙ Ｃｄｙ Ｔｅ結晶が赤外線吸収体１４とし
て分厚く埋設形成されている。この赤外線吸収体１４を
埋設形成するには、気相エピタキシャル成長法等を用い
て形成する。
このような本発明の赤外線検知装置によれば、ＣｄＴｅ
基板１１の裏面側より仮に斜め方向に矢印り方向に沿っ
て赤外線の迷光が入射しても、この迷光は前記埋設され
た厚さの分厚い赤外線吸収体１４に総て吸収されるので
、クロストークが防止されるとともに、視野決定用のコ
ールドシールドの作用もする。
基板１１の裏面側より仮に斜め方向に矢印り方向に沿っ
て赤外線の迷光が入射しても、この迷光は前記埋設され
た厚さの分厚い赤外線吸収体１４に総て吸収されるので
、クロストークが防止されるとともに、視野決定用のコ
ールドシールドの作用もする。
そしてこの斜め方向より入射される迷光の入射が防止さ
れ、該検知装置に入射される赤外線の視野角が所定の値
に規定される。
れ、該検知装置に入射される赤外線の視野角が所定の値
に規定される。
尚、本実施例では赤外線吸収体として素子形成用のＨｇ
Ｉ−ｘ Ｃｄｚ Ｔｅ結晶よりＸ値の小さい）Ｉｇ＋−
ｙ ＣｄｙＴｅを用いたが、その他、カーボン等を用い
ても良い。
Ｉ−ｘ Ｃｄｚ Ｔｅ結晶よりＸ値の小さい）Ｉｇ＋−
ｙ ＣｄｙＴｅを用いたが、その他、カーボン等を用い
ても良い。
また本実施例では基板にＣｄＴｅ１板を用いたが、その
他ガリウム砒素（ＧａＡｓ）基板、サファイア基板、Ｓ
ｔ基板、カドミウム・亜鉛・テルル（ｃｄ、−。
他ガリウム砒素（ＧａＡｓ）基板、サファイア基板、Ｓ
ｔ基板、カドミウム・亜鉛・テルル（ｃｄ、−。
Ｚｎｘ Ｔｅ）基板にｌ１ｇ＋−＋＋ ＣｄＸＴｅ結晶
をエピタキシャル成長した基板を用いても良い。
をエピタキシャル成長した基板を用いても良い。
以上の説明から明らかなように本発明によれば、素子形
成用のＨｇ＋−ｘ Ｃｄｘ Ｔｅ結晶を形成するＣｄＴ
ｅ基板の素子形成領域以外の領域に対向する領域に赤外
線吸収体が厚く埋設されているので、仮に基板の裏面側
より斜め方向に入射した赤外線でも、総てこの赤外線吸
収体に吸収されるのでクロストークの発生を防止した多
素子型の赤外線検知装置が得られる効果がある。
成用のＨｇ＋−ｘ Ｃｄｘ Ｔｅ結晶を形成するＣｄＴ
ｅ基板の素子形成領域以外の領域に対向する領域に赤外
線吸収体が厚く埋設されているので、仮に基板の裏面側
より斜め方向に入射した赤外線でも、総てこの赤外線吸
収体に吸収されるのでクロストークの発生を防止した多
素子型の赤外線検知装置が得られる効果がある。
Ｉ４は赤外線吸収体、
１５は溝を示す。
第１図（ａｌは本発明の赤外線検知装置の平面図、第１
図（ｂ）は第１図の１−１ ′線に沿った断面図、第２
図は従来の赤外線検知装置の不都合な状態図、 第３図および第４図は従来の赤外線検知装置の要部断面
図である。 図において、 １１は基板（ＣｄＴｅ基板）、１２は半導体結晶（Ｈｇ
＋−＋＋Ｃｄ、 Ｔｅ結晶）、１３は素子形成予定領域
（Ｎ型層）、（Ｑ） 第１ 図
図（ｂ）は第１図の１−１ ′線に沿った断面図、第２
図は従来の赤外線検知装置の不都合な状態図、 第３図および第４図は従来の赤外線検知装置の要部断面
図である。 図において、 １１は基板（ＣｄＴｅ基板）、１２は半導体結晶（Ｈｇ
＋−＋＋Ｃｄ、 Ｔｅ結晶）、１３は素子形成予定領域
（Ｎ型層）、（Ｑ） 第１ 図
Claims (2)
- （１）基板（１１）上に素子形成用の半導体結晶（１２
）を設け、該半導体結晶の素子形成予定領域（１３）に
素子形成用の不純物原子を導入した素子に於いて、前記
素子形成予定領域以外の領域に対向した基板の領域に溝
（１５）を設け、該溝内に赤外線吸収体（１４）を埋設
したことを特徴とする赤外線検知装置。 - （２）前記素子形成用半導体結晶が水銀・カドミウム・
テルル（Ｈｇ＿１＿−＿ｘＣｄ＿ｘＴｅ）の場合、前記
基板に埋設する赤外線吸収体をＨｇ＿１＿−＿ｙＣｄ＿
ｙＴｅ（ｘ＞ｙ）としたことを特徴とする請求項（１）
記載の赤外線検知装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1272309A JPH03133181A (ja) | 1989-10-18 | 1989-10-18 | 赤外線検知装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1272309A JPH03133181A (ja) | 1989-10-18 | 1989-10-18 | 赤外線検知装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03133181A true JPH03133181A (ja) | 1991-06-06 |
Family
ID=17512085
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1272309A Pending JPH03133181A (ja) | 1989-10-18 | 1989-10-18 | 赤外線検知装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03133181A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011142233A (ja) * | 2010-01-07 | 2011-07-21 | Denso Corp | 受光素子 |
-
1989
- 1989-10-18 JP JP1272309A patent/JPH03133181A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011142233A (ja) * | 2010-01-07 | 2011-07-21 | Denso Corp | 受光素子 |
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