JPH0870113A - 配列型赤外線検出器の製造方法 - Google Patents
配列型赤外線検出器の製造方法Info
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- JPH0870113A JPH0870113A JP6203374A JP20337494A JPH0870113A JP H0870113 A JPH0870113 A JP H0870113A JP 6203374 A JP6203374 A JP 6203374A JP 20337494 A JP20337494 A JP 20337494A JP H0870113 A JPH0870113 A JP H0870113A
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Landscapes
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- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】ＨｇＣｄＴｅを用いた配列型赤外線検出器の製
造方法において、イオン注入による結晶ダメージの影響
を受けないｐｎ接合を形成し優れた特性のダイオードア
レイを得るプロセスを提供する。 【構成】Ｉｎドープのｎ型結晶上に、Ｈｇ空孔よりなる
比較的薄いｐ型層が積層されている結晶を用い、ダイオ
ードが形成される部分以外のところに、Ｂ等のイオン注
入を行いｎ型領域を形成する。その後、熱処理を行い格
子間のＨｇを拡散させ、深さ方向にｐｎ接合がＩｎドー
プのｎ型層に到達するまで接合界面を移動させる。この
ようにして各画素となるフォトダイオードの素子分離を
行うことで、ｐｎ接合近傍でのイオン注入ダメージの影
響を受けない特性のダイオードが得られる。
造方法において、イオン注入による結晶ダメージの影響
を受けないｐｎ接合を形成し優れた特性のダイオードア
レイを得るプロセスを提供する。 【構成】Ｉｎドープのｎ型結晶上に、Ｈｇ空孔よりなる
比較的薄いｐ型層が積層されている結晶を用い、ダイオ
ードが形成される部分以外のところに、Ｂ等のイオン注
入を行いｎ型領域を形成する。その後、熱処理を行い格
子間のＨｇを拡散させ、深さ方向にｐｎ接合がＩｎドー
プのｎ型層に到達するまで接合界面を移動させる。この
ようにして各画素となるフォトダイオードの素子分離を
行うことで、ｐｎ接合近傍でのイオン注入ダメージの影
響を受けない特性のダイオードが得られる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、禁制帯幅の狭い半導
体、特にＨｇを含む化合物半導体を用いた配列型赤外線
検出器の製造方法に関する。
体、特にＨｇを含む化合物半導体を用いた配列型赤外線
検出器の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に赤外線検出器においては、禁制帯
幅の狭い半導体を用いたものが高感度であることが知ら
れている。特に検出部分にｐｎ接合を有する光起電力型
素子は、単素子を二次元に配列した構成を採った赤外線
撮像装置にとって非常に有効である。
幅の狭い半導体を用いたものが高感度であることが知ら
れている。特に検出部分にｐｎ接合を有する光起電力型
素子は、単素子を二次元に配列した構成を採った赤外線
撮像装置にとって非常に有効である。
【０００３】その代表的なものにＨｇＣｄＴｅ半導体結
晶を用いた配列型赤外線検出器がある。これはその検出
器としての特性が結晶特性に大きく依存するため、ｎ型
結晶にｐ型領域を形成したｐ−ｏｎ−ｎ構造のフォトダ
イオードが良いとされている。
晶を用いた配列型赤外線検出器がある。これはその検出
器としての特性が結晶特性に大きく依存するため、ｎ型
結晶にｐ型領域を形成したｐ−ｏｎ−ｎ構造のフォトダ
イオードが良いとされている。
【０００４】この構造のダイオードの製造工程の一例を
図３に示す。ＣｄＴｅ基板１上に積層されたＩｎドープ
のｎ−ＨｇＣｄＴｅ層２にレジストマスク１１を用い、
部分的にＡｓをイオン注入することで、赤外線検知部と
なるＡｓドープのｐ−ＨｇＣｄＴｅ領域１２によるｐｎ
接合ダイオードを形成する。この方法はｐｎ接合パター
ンや深さの制御性、工程の簡便性を考えると最も有利な
方法であり一般的である。
図３に示す。ＣｄＴｅ基板１上に積層されたＩｎドープ
のｎ−ＨｇＣｄＴｅ層２にレジストマスク１１を用い、
部分的にＡｓをイオン注入することで、赤外線検知部と
なるＡｓドープのｐ−ＨｇＣｄＴｅ領域１２によるｐｎ
接合ダイオードを形成する。この方法はｐｎ接合パター
ンや深さの制御性、工程の簡便性を考えると最も有利な
方法であり一般的である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、フォトダイオ
ードを形成する過程でイオン注入を用いると、ｐｎ接合
近傍のイオン注入ダメージ領域での結晶性が劣化し、生
成再結合電流等の暗電流増加の原因になり特性劣化を招
く問題がある。
ードを形成する過程でイオン注入を用いると、ｐｎ接合
近傍のイオン注入ダメージ領域での結晶性が劣化し、生
成再結合電流等の暗電流増加の原因になり特性劣化を招
く問題がある。
【０００６】本発明の目的は、この欠点を除きイオン注
入ダメージのないｐｎ接合をもったｐ−ｏｎ−ｎ構造の
フォトダイオードよりなる配列型赤外線検出器の製造方
法を提供することにある。
入ダメージのないｐｎ接合をもったｐ−ｏｎ−ｎ構造の
フォトダイオードよりなる配列型赤外線検出器の製造方
法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、Ｈｇを含む化
合物半導体を用いた配列赤外線検出器の製造方法におい
て、Ｉｎドープのｎ型結晶上にＨｇ空孔よりなるｐ型層
が積層されているｐｎ接合を有する結晶を用い、前記Ｈ
ｇ空孔よりなるｐ型層に部分的に格子間のＨｇよりなる
ｎ型領域を形成する工程と、前記格子間のＨｇを拡散さ
せる熱処理工程とを含み、前記熱処理工程が前記ｎ型領
域を拡大させ、画素に対応したｐ型領域を形成する条件
に設定されていることを特徴とするものである。ｎ型結
晶としてはＨｇＣｄＴｅを用いる。
合物半導体を用いた配列赤外線検出器の製造方法におい
て、Ｉｎドープのｎ型結晶上にＨｇ空孔よりなるｐ型層
が積層されているｐｎ接合を有する結晶を用い、前記Ｈ
ｇ空孔よりなるｐ型層に部分的に格子間のＨｇよりなる
ｎ型領域を形成する工程と、前記格子間のＨｇを拡散さ
せる熱処理工程とを含み、前記熱処理工程が前記ｎ型領
域を拡大させ、画素に対応したｐ型領域を形成する条件
に設定されていることを特徴とするものである。ｎ型結
晶としてはＨｇＣｄＴｅを用いる。
【０００８】
【作用】本発明の配列型赤外線検出器の製造方法では、
Ｉｎドープのｎ型結晶上に、Ｈｇ空孔よりなる比較的薄
いｐ型層が積層されている結晶を用い、ダイオードが形
成される部分以外のところに、Ｂ等のイオン注入を行い
ｎ型領域を形成する。その後、熱処理を行い格子間のＨ
ｇを拡散させｎ型領域を広げ、深さ方向にｐｎ接合がＩ
ｎドープのｎ型層に到達するまで接合界面を移動させ
る。また面内方向は少なくとも熱処理で広がるｎ型領域
によりｐ型領域が分離できるように、Ｂ等のイオン注入
のパターンまたは熱処理条件を設定しておけば良い。こ
のようにして各画素となるフォトダイオードの素子分離
を行うことで、ｐｎ接合近傍でのイオン注入ダメージの
影響を受けない特性のダイオードを形成することがで
き、従来生じていた暗電流増加等のダイオード特性の劣
化もみられない。
Ｉｎドープのｎ型結晶上に、Ｈｇ空孔よりなる比較的薄
いｐ型層が積層されている結晶を用い、ダイオードが形
成される部分以外のところに、Ｂ等のイオン注入を行い
ｎ型領域を形成する。その後、熱処理を行い格子間のＨ
ｇを拡散させｎ型領域を広げ、深さ方向にｐｎ接合がＩ
ｎドープのｎ型層に到達するまで接合界面を移動させ
る。また面内方向は少なくとも熱処理で広がるｎ型領域
によりｐ型領域が分離できるように、Ｂ等のイオン注入
のパターンまたは熱処理条件を設定しておけば良い。こ
のようにして各画素となるフォトダイオードの素子分離
を行うことで、ｐｎ接合近傍でのイオン注入ダメージの
影響を受けない特性のダイオードを形成することがで
き、従来生じていた暗電流増加等のダイオード特性の劣
化もみられない。
【０００９】
【実施例】本発明の配列型赤外線検出器の製造方法を図
面を用いて具体的に説明する。図１（ａ）〜（ｄ）は本
発明の一実施例の製造工程を示す断面図である。ＣｄＴ
ｅ基板１上にＩｎドープのｎ−ＨｇＣｄＴｅ層２を１０
μｍ、ノンドープのＨｇＣｄＴｅを３μｍ、ＭＢＥ法に
より成長し、Ｈｇ雰囲気中のｐ化アニールによりこのノ
ンドープのＨｇＣｄＴｅ中にＨｇ空孔を作りＨｇ空孔に
よるｐ−ＨｇＣｄＴｅ３とし、ｐ−ｏｎ−ｎ基板を形成
する（図１（ａ））。次にＢ（ボロン）のイオン注入に
より画素が形成される以外の部分にｎ型領域４を形成す
る（図１（ｂ））。イオン注入領域及びその周辺は注入
ダメージにより格子間のＨｇが多く存在している。次に
熱処理を行い格子間のＨｇを拡散させ、熱処理で形成さ
れたｎ型領域４によりｐｎ接合６を拡げ、ｐｎ接合面が
深さ方向にＩｎドープｎ−ＨｇＣｄＴｅ層２界面に達す
ることで熱処理を終える。これにより各画素となるｐ型
領域が分離できると共に、イオン注入領域から離れたダ
メージフリーの領域にｐｎ接合６が形成される（図１
（ｃ））。このときの素子を上からみたのが図２であ
る。Ｂのイオン注入によるｎ型領域４は幅８μｍ、ピッ
チ３０μｍの格子状に形成され、熱処理によりｐｎ接合
の位置を約２μｍ広げた場合の例を示した。このときダ
イオードとなるｐ型領域３は１８μｍ□でピッチは３０
μｍとなっている。最後に表面保護膜７、電極８を形成
し、Ｉｎバンプ９により読出回路１０と電気的、機械的
に接合し配列赤外線検知器は完成する（図１（ｄ））。
面を用いて具体的に説明する。図１（ａ）〜（ｄ）は本
発明の一実施例の製造工程を示す断面図である。ＣｄＴ
ｅ基板１上にＩｎドープのｎ−ＨｇＣｄＴｅ層２を１０
μｍ、ノンドープのＨｇＣｄＴｅを３μｍ、ＭＢＥ法に
より成長し、Ｈｇ雰囲気中のｐ化アニールによりこのノ
ンドープのＨｇＣｄＴｅ中にＨｇ空孔を作りＨｇ空孔に
よるｐ−ＨｇＣｄＴｅ３とし、ｐ−ｏｎ−ｎ基板を形成
する（図１（ａ））。次にＢ（ボロン）のイオン注入に
より画素が形成される以外の部分にｎ型領域４を形成す
る（図１（ｂ））。イオン注入領域及びその周辺は注入
ダメージにより格子間のＨｇが多く存在している。次に
熱処理を行い格子間のＨｇを拡散させ、熱処理で形成さ
れたｎ型領域４によりｐｎ接合６を拡げ、ｐｎ接合面が
深さ方向にＩｎドープｎ−ＨｇＣｄＴｅ層２界面に達す
ることで熱処理を終える。これにより各画素となるｐ型
領域が分離できると共に、イオン注入領域から離れたダ
メージフリーの領域にｐｎ接合６が形成される（図１
（ｃ））。このときの素子を上からみたのが図２であ
る。Ｂのイオン注入によるｎ型領域４は幅８μｍ、ピッ
チ３０μｍの格子状に形成され、熱処理によりｐｎ接合
の位置を約２μｍ広げた場合の例を示した。このときダ
イオードとなるｐ型領域３は１８μｍ□でピッチは３０
μｍとなっている。最後に表面保護膜７、電極８を形成
し、Ｉｎバンプ９により読出回路１０と電気的、機械的
に接合し配列赤外線検知器は完成する（図１（ｄ））。
【００１０】このように本発明の配列型赤外線検出器の
製造方法を用いると、ダイオードがｐ−ｏｎ−ｎ構造
で、前述したようにダメージフリーの領域にｐｎ接合６
が形成できるため、ｐｎ接合近傍で発生する、結晶のダ
メージ等が原因となる生成再結合電流を非常に小さく抑
えることができ、優れたダイオード特性を持ち高感度な
検知器が得られる。更に熱処理によってダイオード径が
小さくなる方向にあり、過剰の熱処理により画素間が短
絡する心配もないため、プロセスのトレランスも向上
し、配列型赤外線検出器を高集積化、多画素化する上で
非常に有効である。
製造方法を用いると、ダイオードがｐ−ｏｎ−ｎ構造
で、前述したようにダメージフリーの領域にｐｎ接合６
が形成できるため、ｐｎ接合近傍で発生する、結晶のダ
メージ等が原因となる生成再結合電流を非常に小さく抑
えることができ、優れたダイオード特性を持ち高感度な
検知器が得られる。更に熱処理によってダイオード径が
小さくなる方向にあり、過剰の熱処理により画素間が短
絡する心配もないため、プロセスのトレランスも向上
し、配列型赤外線検出器を高集積化、多画素化する上で
非常に有効である。
【００１１】本実施例に示した赤外線検出器の構造及び
プロセスの条件等はあくまでも一例であり、素子分離の
ためのＨｇ空孔よりなるｐ型領域に格子間のＨｇを導入
する工程と熱処理により格子間のＨｇを拡散させる工程
を含んでいれば良い。
プロセスの条件等はあくまでも一例であり、素子分離の
ためのＨｇ空孔よりなるｐ型領域に格子間のＨｇを導入
する工程と熱処理により格子間のＨｇを拡散させる工程
を含んでいれば良い。
【００１２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の配列型赤
外線検出器の製造方法によれば、ｐｎ接合近傍での暗電
流の小さいｐ−ｏｎ−ｎ構造のＨｇＣｄＴｅフォトダイ
オードを提供することができ、配列型赤外線検出器の高
性能化に十分貢献する。
外線検出器の製造方法によれば、ｐｎ接合近傍での暗電
流の小さいｐ−ｏｎ−ｎ構造のＨｇＣｄＴｅフォトダイ
オードを提供することができ、配列型赤外線検出器の高
性能化に十分貢献する。
【図１】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の配列型赤外線検知
器の製造工程を説明するための断面図である。
器の製造工程を説明するための断面図である。
【図２】図１の一つの工程において素子を上からみた図
である。
である。
【図３】（ａ），（ｂ）は従来の一般的なｐ−ｏｎ−ｎ
構造のＨｇＣｄＴｅダイオードの製造工程を説明するた
め断面図である。
構造のＨｇＣｄＴｅダイオードの製造工程を説明するた
め断面図である。
１ ＣｄＴｅ基板 ２ Ｉｎドープｎ−ＨｇＣｄＴｅ層 ３ Ｈｇ空孔によるｐ−ＨｇＣｄＴｅ層 ４ Ｂイオン注入によるｎ型領域 ５ 熱処理で形成されたｎ型領域 ６ ｐｎ接合 ７ 保護膜 ８ 電極 ９ Ｉｎバンプ １０ 読出回路 １１ レジストマスク １２ Ａｓドープｐ−ＨｇＣｄＴｅ領域 １３ イオン注入ダメージ領域
Claims (2)
- 【請求項１】 Ｈｇを含む化合物半導体を用いた配列型
赤外線検出器の製造方法において、Ｉｎドープのｎ型結
晶上にＨｇ空孔よりなるｐ型層が積層されているｐｎ接
合を有する結晶を用い、前記Ｈｇ空孔よりなるｐ型層に
部分的に格子間のＨｇよりなるｎ型領域を形成する工程
と、前記格子間のＨｇを拡散させる熱処理工程とを含
み、前記熱処理工程が前記ｎ型領域を拡大させ、画素に
対応したｐ型領域を形成する条件に設定されていること
を特徴とする配列型赤外線検出器の製造方法。 - 【請求項２】 上記ｎ型結晶はＨｇＣｄＴｅである請求
項１記載の配列型赤外線検出器の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6203374A JPH0870113A (ja) | 1994-08-29 | 1994-08-29 | 配列型赤外線検出器の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6203374A JPH0870113A (ja) | 1994-08-29 | 1994-08-29 | 配列型赤外線検出器の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0870113A true JPH0870113A (ja) | 1996-03-12 |
Family
ID=16472978
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6203374A Pending JPH0870113A (ja) | 1994-08-29 | 1994-08-29 | 配列型赤外線検出器の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0870113A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100536665B1 (ko) * | 2001-08-21 | 2005-12-14 | 주식회사 대우일렉트로닉스 | 적외선 흡수 볼로메터 제조 방법 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5367377A (en) * | 1976-11-27 | 1978-06-15 | Mitsubishi Electric Corp | Manufacture of semiconductor device |
| JPH01228180A (ja) * | 1988-03-08 | 1989-09-12 | Fujitsu Ltd | 赤外線検知素子 |
| JPH05129580A (ja) * | 1991-11-01 | 1993-05-25 | Fujitsu Ltd | 光検知装置の製造方法 |
-
1994
- 1994-08-29 JP JP6203374A patent/JPH0870113A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5367377A (en) * | 1976-11-27 | 1978-06-15 | Mitsubishi Electric Corp | Manufacture of semiconductor device |
| JPH01228180A (ja) * | 1988-03-08 | 1989-09-12 | Fujitsu Ltd | 赤外線検知素子 |
| JPH05129580A (ja) * | 1991-11-01 | 1993-05-25 | Fujitsu Ltd | 光検知装置の製造方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100536665B1 (ko) * | 2001-08-21 | 2005-12-14 | 주식회사 대우일렉트로닉스 | 적외선 흡수 볼로메터 제조 방법 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19970325 |