JPH03196568A - 赤外線検知装置 - Google Patents
赤外線検知装置Info
- Publication number
- JPH03196568A JPH03196568A JP1337861A JP33786189A JPH03196568A JP H03196568 A JPH03196568 A JP H03196568A JP 1337861 A JP1337861 A JP 1337861A JP 33786189 A JP33786189 A JP 33786189A JP H03196568 A JPH03196568 A JP H03196568A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- conductivity type
- carriers
- xte
- cdte
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- 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
- H10F39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
- H10F39/10—Integrated devices
- H10F39/12—Image sensors
- H10F39/18—Complementary metal-oxide-semiconductor [CMOS] image sensors; Photodiode array image sensors
- H10F39/184—Infrared image sensors
Landscapes
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (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〕
この発明は、赤外線検知装置に係り、特にフォトダイオ
ード・アレイ型の赤外線検知装置に関するものである。
ード・アレイ型の赤外線検知装置に関するものである。
第４図は、例えば特開昭６３−４３３６６号公報に示さ
れた従来の背面入射型赤外線検知装置を示す断面図であ
る。
れた従来の背面入射型赤外線検知装置を示す断面図であ
る。
この図において、１はＣｄＴｅ基板、５は乙のＣｄＴｅ
基板１上に形成されたｐ型（ｐ−）ＣｄＨｇＴｅ層、５
ａ、５ｂは乙のｐ −Ｃｄ Ｈｇ Ｔ ｅ層５に形成さ
れたｎ型（ｎ−）ＣｄＨｇＴｅ部（画素）で、受光部と
なる。７ａ、７ｂはｐｎ接合、８は赤外線吸収層である
。
基板１上に形成されたｐ型（ｐ−）ＣｄＨｇＴｅ層、５
ａ、５ｂは乙のｐ −Ｃｄ Ｈｇ Ｔ ｅ層５に形成さ
れたｎ型（ｎ−）ＣｄＨｇＴｅ部（画素）で、受光部と
なる。７ａ、７ｂはｐｎ接合、８は赤外線吸収層である
。
次に動作について説明する。
まず、アレイ状の受光部を持つ背面入射型の赤外線検知
装置の問題の１つであるクロスト−りについて説明する
。
装置の問題の１つであるクロスト−りについて説明する
。
第５図は、第４図の赤外線検知装置から赤外線吸収層８
を除いた場合を示す図である。第５図において、ＣｄＴ
ｅ基板１側から入射した赤外線は、ｐ−ＣｄＨｇＴｅ層
５で吸収され、ギヤリア９を発生する。このキャリア９
が拡散してｎ −Ｃｄ ＨｇＴｅ部６ａ、６ｂ付近のｐ
ｎ接合７ａ、７ｂに到達すると、光電流となり、赤外線
を検知できる。
を除いた場合を示す図である。第５図において、ＣｄＴ
ｅ基板１側から入射した赤外線は、ｐ−ＣｄＨｇＴｅ層
５で吸収され、ギヤリア９を発生する。このキャリア９
が拡散してｎ −Ｃｄ ＨｇＴｅ部６ａ、６ｂ付近のｐ
ｎ接合７ａ、７ｂに到達すると、光電流となり、赤外線
を検知できる。
しかし、図のように隣接した画素間に入射した赤外線に
よって発生したキャリア９の拡散長さが画素ピッチに比
して長くなり、ｎ −Ｃｄ Ｈｇ Ｔ ｅ部６ａ、６ｂ
のいずれの画素にも到達可能となり、クロスト−りが生
じる。従来例では、第４図のように、赤外線吸収層８を
設けたことによって画素間へ赤外線が入射せず、よって
画素間ではキャリアは生じない。
よって発生したキャリア９の拡散長さが画素ピッチに比
して長くなり、ｎ −Ｃｄ Ｈｇ Ｔ ｅ部６ａ、６ｂ
のいずれの画素にも到達可能となり、クロスト−りが生
じる。従来例では、第４図のように、赤外線吸収層８を
設けたことによって画素間へ赤外線が入射せず、よって
画素間ではキャリアは生じない。
上記のような従来の赤外線検知装置で画素をさらに高密
度化すると、第６図に示すように、たとえ赤外線吸収層
８を設けていても、ｎ −Ｃｄ ＨｇＴｅ部６ａの画素
付近で発生したキャリア９がｎＣｄＨｇＴｅＣｄＨｇＴ
ｅ部６ｂ散し、クロス１−一りが生じ、画像分解能が悪
くなるという問題点があった。
度化すると、第６図に示すように、たとえ赤外線吸収層
８を設けていても、ｎ −Ｃｄ ＨｇＴｅ部６ａの画素
付近で発生したキャリア９がｎＣｄＨｇＴｅＣｄＨｇＴ
ｅ部６ｂ散し、クロス１−一りが生じ、画像分解能が悪
くなるという問題点があった。
この発明は、上記のような従来の問題点を解消するため
になされたもので、入射光により発生したキャリアが隣
接する画素へ拡散するのを防止することのできる赤外線
検知装置を得ることを目的とする。
になされたもので、入射光により発生したキャリアが隣
接する画素へ拡散するのを防止することのできる赤外線
検知装置を得ることを目的とする。
この発明に係る赤外線検知装置は、半絶縁性基板上に形
成されたＣｄＴｅとＨｇＴｅの多重層と、この多重層内
に所要間隔を隔てて形成され、かつ前記多重層の表面か
ら前記半絶縁性基板にまで到達する第１導電型のＣｄＨ
ｇＴｅ層と、この第１導電型のＣｄＨｇＴｅ層内に形成
された第２導電型のＣｄＨｇＴｅ層とを備えたものであ
る。
成されたＣｄＴｅとＨｇＴｅの多重層と、この多重層内
に所要間隔を隔てて形成され、かつ前記多重層の表面か
ら前記半絶縁性基板にまで到達する第１導電型のＣｄＨ
ｇＴｅ層と、この第１導電型のＣｄＨｇＴｅ層内に形成
された第２導電型のＣｄＨｇＴｅ層とを備えたものであ
る。
この発明における赤外線検知装置は、装置裏面から入射
した赤外線のうちＣｄＴｅとＨｇＴｅの多重層に達した
赤外線はそこで吸収され、それ以外の赤外線はＣｄＨｇ
Ｔｅ層内で吸収されキャリアを生成する。キャリアのう
ちｐｎ接合部分に到達したものは、光電流となり検知で
きる。受光部となるＣｄＨｇＴｅ層はＣｄＴｅとＨｇＴ
ｅの多重層に囲まれているので、ＣｄＨｇＴｅ層内で発
生したキャリアは隣接する画素へ到達せず、したがって
クロスト−りは生じない。
した赤外線のうちＣｄＴｅとＨｇＴｅの多重層に達した
赤外線はそこで吸収され、それ以外の赤外線はＣｄＨｇ
Ｔｅ層内で吸収されキャリアを生成する。キャリアのう
ちｐｎ接合部分に到達したものは、光電流となり検知で
きる。受光部となるＣｄＨｇＴｅ層はＣｄＴｅとＨｇＴ
ｅの多重層に囲まれているので、ＣｄＨｇＴｅ層内で発
生したキャリアは隣接する画素へ到達せず、したがって
クロスト−りは生じない。
以下、この発明の一実施例を図面について説明する。
第１図はこの発明の一実施例を示す赤外線検知装置の斜
視図であり、第２図は、第１図のＡ−Ａ綿に沿った拡大
断面図である。第１図、第２図において、１は半絶縁性
基板、２はＣｄＴｅ［，３はＨｇＴｅ層、４は前記Ｃｄ
Ｔｅ層２とＨｇＴｅ層３が所要の厚さで交互に積み重ね
られた多重層、５は前記ＣｄＴｅ 層２とＨｇＴｅ 層
３を相互拡散することによって形成した第１導電型のＣ
ｄ。
視図であり、第２図は、第１図のＡ−Ａ綿に沿った拡大
断面図である。第１図、第２図において、１は半絶縁性
基板、２はＣｄＴｅ［，３はＨｇＴｅ層、４は前記Ｃｄ
Ｔｅ層２とＨｇＴｅ層３が所要の厚さで交互に積み重ね
られた多重層、５は前記ＣｄＴｅ 層２とＨｇＴｅ 層
３を相互拡散することによって形成した第１導電型のＣ
ｄ。
Ｈｇ、−Ｔｅ 層であり、６は前記第１導電型のＣｄｘ
Ｈｇ、−Ｔｅｅ層５表面に形成された第２導電型のｃ
ｄ ＸＨｇ １−、’ｒ ｅ層であり、これによりｐｎ
接合７が形成される。
Ｈｇ、−Ｔｅｅ層５表面に形成された第２導電型のｃ
ｄ ＸＨｇ １−、’ｒ ｅ層であり、これによりｐｎ
接合７が形成される。
次に、上記のように構成された赤外線検知装置の動作に
ついて説明する。
ついて説明する。
まず、表面または裏面より入射した赤外線のうち、第１
導電型のＣｄ 、Ｈｇ 、、Ｔ ｅ層５に入射した赤外
線はそこで吸収され、キャリアを生成する。
導電型のＣｄ 、Ｈｇ 、、Ｔ ｅ層５に入射した赤外
線はそこで吸収され、キャリアを生成する。
それらのキャリアの内、ｐｎ接合７付近に広がる空乏層
内で生成したキャリアと、空乏層外で生成され拡散して
空乏層内まで到達したものは光電流となり、赤外線を検
知できる。また、第１導電型のＣｄｘＨｇ１□Ｔｅ層５
で生成したキャリアはＣｄＴｅ層２とＨｇＴｅ層３から
なる多重層４がバリアとなっているため、隣接する画素
部にまで到達することはなく、従ってクロスト−りは生
じない。また、表面または裏面より入射した赤外線のう
ち、ＣｄＴｅ層２とＨｇＴｅ層３からなる多重層４に入
射した赤外線はそこで吸収され、クロスト−りは生じな
い。
内で生成したキャリアと、空乏層外で生成され拡散して
空乏層内まで到達したものは光電流となり、赤外線を検
知できる。また、第１導電型のＣｄｘＨｇ１□Ｔｅ層５
で生成したキャリアはＣｄＴｅ層２とＨｇＴｅ層３から
なる多重層４がバリアとなっているため、隣接する画素
部にまで到達することはなく、従ってクロスト−りは生
じない。また、表面または裏面より入射した赤外線のう
ち、ＣｄＴｅ層２とＨｇＴｅ層３からなる多重層４に入
射した赤外線はそこで吸収され、クロスト−りは生じな
い。
次に、この赤外線検知装置の製造工程を第３図を参照し
て説明する。
て説明する。
まず、第３図（ａ）に示すように、半絶縁性基板１にＣ
ｄＴｅ基板を用い、ＭＯＣＶＤ法、ＭＢＥ法、、ＩＣＢ
法、ＶＰＥ法等により、ＣｄＴｅ層２とＨｇＴｅ層３を
交互に繰り返し成長させて、ＣｄＴｅ層２とＨｇＴｅ層
３からなる多重層４を１５μｍ程度形成する。次に、第
３図（ｂ）に示すように、第１導電型のＣｄ ＸＨｇ
１−、Ｔ ｅ層５を形成する。ＣｄＴｅ層２とＨｇＴｅ
層３からなる多重層４を加熱すると、ＣｄＴｅ層２のＣ
ｄとＨｇＴｅ層３のＨｇが相互拡散することによって、
Ｃｄ。
ｄＴｅ基板を用い、ＭＯＣＶＤ法、ＭＢＥ法、、ＩＣＢ
法、ＶＰＥ法等により、ＣｄＴｅ層２とＨｇＴｅ層３を
交互に繰り返し成長させて、ＣｄＴｅ層２とＨｇＴｅ層
３からなる多重層４を１５μｍ程度形成する。次に、第
３図（ｂ）に示すように、第１導電型のＣｄ ＸＨｇ
１−、Ｔ ｅ層５を形成する。ＣｄＴｅ層２とＨｇＴｅ
層３からなる多重層４を加熱すると、ＣｄＴｅ層２のＣ
ｄとＨｇＴｅ層３のＨｇが相互拡散することによって、
Ｃｄ。
Ｈｇ、−Ｔｅｅ層５形成される。ＣｄＴｅ層２とＨｇＴ
ｅ層３の厚さの比を調節することによって、ＣｄｘＨｇ
、−Ｔｅｅ層５組成比を制御することができる。例えば
組成比Ｘを約０．２にすると、Ｃｄ ｘＨｇ ＋−ｘＴ
ｅ層５の禁制帯幅は約０．１ｅＶとなり、波長が１０
μｍ付近の赤外線を検出できる。
ｅ層３の厚さの比を調節することによって、ＣｄｘＨｇ
、−Ｔｅｅ層５組成比を制御することができる。例えば
組成比Ｘを約０．２にすると、Ｃｄ ｘＨｇ ＋−ｘＴ
ｅ層５の禁制帯幅は約０．１ｅＶとなり、波長が１０
μｍ付近の赤外線を検出できる。
この発明においては、ＣｄＴｅ層２とＨｇＴｅ層３から
なる多重層４内に局部的にＣｄＸＨｇ。
なる多重層４内に局部的にＣｄＸＨｇ。
Ｔｅｅ層５形成する必要がある。
そこで、Ｃｄ ｘＨｇ 、、Ｔ ｅ層５を形成する場所
のＣｄＴｅ層２とＨｇＴｅ層３からなる多重層４にビー
ム径を３μｍ以下に絞ったレーザビームを照射して局部
的に温度上昇させる。ＣｄｘＨｇ。
のＣｄＴｅ層２とＨｇＴｅ層３からなる多重層４にビー
ム径を３μｍ以下に絞ったレーザビームを照射して局部
的に温度上昇させる。ＣｄｘＨｇ。
Ｔ ｅ層５はＣｄＴｅ基板１まて到達している必要があ
るため、シ・−ザビームを所要時間照射して、温度上昇
部分を深さ方向にＣｄＴｅ基板１まで到達させろ。温度
上昇部分は横方向にも広がるので、Ｃｄ、 Ｔ ｅ層２
とＨｇＴｅ層３からなる多重層４の厚さを１５７ｚｍと
すると、Ｃｄ 、 Ｈｇ １−、 Ｔ ｅ層５の径は１
５μｍ程度になる。なお、レーザビムを照射する際、Ｃ
ｄＴｅ基板１を裏面から冷却すると、温度上昇部分をよ
り局部的にすることができる。したがって、Ｃｄ 、
Ｈｇ ｔ−ｘ Ｔ ｅ層５の径が小さくなることにより
、画素をより高密度にすることができる。また、Ｌ−−
ザビームの照射による深さ方向の温度上昇は８μｍ程度
でよいので、ＣｄｘＨｇ１□Ｔｅ層５の径は８μｍ程度
にまで抑えることができ、画素をより高密度にすること
ができる。次に、第３図（Ｃ）に示すように、Ｃｄｘ１
４ｇ １−Ｘ Ｔ ｅ層５の表面からイオン注入あるい
は拡散法により不純物をドーピングして、第２導電型の
Ｃｄ ＸＨｇ １−１％’ｒ ８層６としてｎ型Ｃｄｘ
Ｈｇ、−、’ｒ ｅ層を形成して、ｐｎ接合７を形成す
る。
るため、シ・−ザビームを所要時間照射して、温度上昇
部分を深さ方向にＣｄＴｅ基板１まで到達させろ。温度
上昇部分は横方向にも広がるので、Ｃｄ、 Ｔ ｅ層２
とＨｇＴｅ層３からなる多重層４の厚さを１５７ｚｍと
すると、Ｃｄ 、 Ｈｇ １−、 Ｔ ｅ層５の径は１
５μｍ程度になる。なお、レーザビムを照射する際、Ｃ
ｄＴｅ基板１を裏面から冷却すると、温度上昇部分をよ
り局部的にすることができる。したがって、Ｃｄ 、
Ｈｇ ｔ−ｘ Ｔ ｅ層５の径が小さくなることにより
、画素をより高密度にすることができる。また、Ｌ−−
ザビームの照射による深さ方向の温度上昇は８μｍ程度
でよいので、ＣｄｘＨｇ１□Ｔｅ層５の径は８μｍ程度
にまで抑えることができ、画素をより高密度にすること
ができる。次に、第３図（Ｃ）に示すように、Ｃｄｘ１
４ｇ １−Ｘ Ｔ ｅ層５の表面からイオン注入あるい
は拡散法により不純物をドーピングして、第２導電型の
Ｃｄ ＸＨｇ １−１％’ｒ ８層６としてｎ型Ｃｄｘ
Ｈｇ、−、’ｒ ｅ層を形成して、ｐｎ接合７を形成す
る。
なお、上記実施例では半絶縁性基板１にＣｄＴｅ基板１
を用いたが、ＣｄＺｎＴｅ基板またはＧａＡｓ基板や８
１基板、あるいはサファイア基板にＣｄＴｅバッファ層
を形成したものを用いても同様の効果を得ることができ
る。
を用いたが、ＣｄＺｎＴｅ基板またはＧａＡｓ基板や８
１基板、あるいはサファイア基板にＣｄＴｅバッファ層
を形成したものを用いても同様の効果を得ることができ
る。
〔発明の効果〕
以上説明したように、この発明は、半導体基板上にＣｄ
Ｔｅ層とＨｇＴｅ層を交互に積層して多重層を形成し、
この多重層内に所要間隔を隔て、かつ前記多重層の表面
から半導体基板にまで到達する第１導電型のＣｄ 、Ｈ
ｇ 、、Ｔ ｅ層を形成し、この第１導電型のＣｄｘＨ
ｇ、□Ｔｅ層内に第２導電型のＣｄ −Ｈｇ 、□Ｔｅ
層を形成したので、クロスト−りを防止することができ
るとともに、画素をより高密度に形成することができる
という効果がある。
Ｔｅ層とＨｇＴｅ層を交互に積層して多重層を形成し、
この多重層内に所要間隔を隔て、かつ前記多重層の表面
から半導体基板にまで到達する第１導電型のＣｄ 、Ｈ
ｇ 、、Ｔ ｅ層を形成し、この第１導電型のＣｄｘＨ
ｇ、□Ｔｅ層内に第２導電型のＣｄ −Ｈｇ 、□Ｔｅ
層を形成したので、クロスト−りを防止することができ
るとともに、画素をより高密度に形成することができる
という効果がある。
第１図は乙の発明の赤外線検知装置の一実施例を示す部
分斜視図、第２図は、第１図のＡ−Ａ線に沿った拡大断
面図、第３図はこの発明による赤外線検知装置の製造工
程を示す断面図、第４図は従来の赤外線検知装置を示す
断面図、第５図は光学的クロスト−りを説明するための
断面図、第６図は物理的クロスト−りを説明するための
断面図である。 図において、１は半絶縁性基板、２ばＣｄＴｅ層、３は
ＨｇＴｅ層、４は多重層、５は第１導電型のＣｄ ｘＨ
ｇ ５−ｘＴ ｅ層、６は第２導電型のＣｄ。 Ｈｇ ｒ −ｘ Ｔ ６層、７はｐｎ接合である。 なお、各図中の同一符号は同一または相当部分を示す。
分斜視図、第２図は、第１図のＡ−Ａ線に沿った拡大断
面図、第３図はこの発明による赤外線検知装置の製造工
程を示す断面図、第４図は従来の赤外線検知装置を示す
断面図、第５図は光学的クロスト−りを説明するための
断面図、第６図は物理的クロスト−りを説明するための
断面図である。 図において、１は半絶縁性基板、２ばＣｄＴｅ層、３は
ＨｇＴｅ層、４は多重層、５は第１導電型のＣｄ ｘＨ
ｇ ５−ｘＴ ｅ層、６は第２導電型のＣｄ。 Ｈｇ ｒ −ｘ Ｔ ６層、７はｐｎ接合である。 なお、各図中の同一符号は同一または相当部分を示す。
Claims (1)
- 半導体基板上にＣｄＴｅ層とＨｇＴｅ層を交互に積層し
て多重層を形成し、前記多重層内に所要間隔を隔て、か
つ前記多重層の表面から前記半導体基板にまで到達する
第１導電型のＣｄ＿ｘＨｇ＿１＿−＿ｘＴｅ層を形成し
、前記第１導電型のＣｄ＿ｘＨｇ＿１＿−＿ｘＴｅ層内
に第２導電型のＣｄ＿ｘＨｇ＿１＿−＿ｘＴｅ層を形成
し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 |
|---|---|---|---|
| JP1337861A JPH03196568A (ja) | 1989-12-25 | 1989-12-25 | 赤外線検知装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1337861A JPH03196568A (ja) | 1989-12-25 | 1989-12-25 | 赤外線検知装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03196568A true JPH03196568A (ja) | 1991-08-28 |
Family
ID=18312678
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1337861A Pending JPH03196568A (ja) | 1989-12-25 | 1989-12-25 | 赤外線検知装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03196568A (ja) |
-
1989
- 1989-12-25 JP JP1337861A patent/JPH03196568A/ja active Pending
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