JPH09166497A - 赤外線検出器及びその製造方法 - Google Patents
赤外線検出器及びその製造方法Info
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- JPH09166497A JPH09166497A JP7328672A JP32867295A JPH09166497A JP H09166497 A JPH09166497 A JP H09166497A JP 7328672 A JP7328672 A JP 7328672A JP 32867295 A JP32867295 A JP 32867295A JP H09166497 A JPH09166497 A JP H09166497A
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- 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
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- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Radiation Pyrometers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 半導体製造ラインで使用される材料を使用し
て、高いＴＣＲを有するとともに、適度の大きさの抵抗
を有し、かつ１／ｆノイズが小さな高性能の赤外線検出
器及びその製造方法を提供する。 【解決手段】 絶縁物からなる絶縁薄膜３上に島状に形
成された複数の半導体層１と、半導体層１それぞれに設
けられ、外部バイアス電圧に対して順バイアスの接合部
５と逆バイアスの接合部６とを介して複数の半導体層１
を直列に連結する金属薄膜２を備えた赤外線検出器とす
る。
て、高いＴＣＲを有するとともに、適度の大きさの抵抗
を有し、かつ１／ｆノイズが小さな高性能の赤外線検出
器及びその製造方法を提供する。 【解決手段】 絶縁物からなる絶縁薄膜３上に島状に形
成された複数の半導体層１と、半導体層１それぞれに設
けられ、外部バイアス電圧に対して順バイアスの接合部
５と逆バイアスの接合部６とを介して複数の半導体層１
を直列に連結する金属薄膜２を備えた赤外線検出器とす
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、物体から放射され
る赤外線を検知する赤外線検出器に関し、特に赤外線に
よる温度変化によって抵抗が変化する材料を使用して検
知するボロメータ型赤外線検出器に関する。
る赤外線を検知する赤外線検出器に関し、特に赤外線に
よる温度変化によって抵抗が変化する材料を使用して検
知するボロメータ型赤外線検出器に関する。
【０００２】
【従来の技術】ボロメータ型赤外線検出器は、放射され
た赤外線によって抵抗体からなる感熱部分が温度変化
し、この温度変化によって上記抵抗体の抵抗値が変化す
るのを検知するもので、上記抵抗体に印加されたバイア
ス電流またはバイアス電圧の変化として赤外線を観察す
ることができる。
た赤外線によって抵抗体からなる感熱部分が温度変化
し、この温度変化によって上記抵抗体の抵抗値が変化す
るのを検知するもので、上記抵抗体に印加されたバイア
ス電流またはバイアス電圧の変化として赤外線を観察す
ることができる。
【０００３】図１３は従来のボロメータ型赤外線検出器
の検出素子部を示す構成図で、ＵＳＰ５，２６０，２２
５などに記載されたものである。図において、３３は抵
抗体、１２はバイアス電圧またはバイアス電流を印加す
るための金属からなるリード、３はＳｉＯ2などの絶縁
物からなる絶縁薄膜であり、入射した赤外線による抵抗
体３３の温度上昇を効果的にするために絶縁薄膜３の下
部を中空とし、抵抗体３３が絶縁薄膜３のみで支えられ
るように構成されている。
の検出素子部を示す構成図で、ＵＳＰ５，２６０，２２
５などに記載されたものである。図において、３３は抵
抗体、１２はバイアス電圧またはバイアス電流を印加す
るための金属からなるリード、３はＳｉＯ2などの絶縁
物からなる絶縁薄膜であり、入射した赤外線による抵抗
体３３の温度上昇を効果的にするために絶縁薄膜３の下
部を中空とし、抵抗体３３が絶縁薄膜３のみで支えられ
るように構成されている。
【０００４】抵抗体３３の材料には、白金あるいはチタ
ニウムなどの金属薄膜、酸化バナジウムなどのセラミッ
クスあるいは多結晶シリコン及び非晶質シリコンなどの
半導体が使用される。抵抗温度係数（以下、ＴＣＲと略
す）は、抵抗体の抵抗値をＲ、絶対温度をＴとして（１
／Ｒ）×（ｄＲ／ｄＴ）％／ｋと表され、金属薄膜は＋
０．１％／ｋ、半導体は−２．０％／ｋ、ＶＯXは−
２．０％／ｋ以上のＴＣＲを有する。
ニウムなどの金属薄膜、酸化バナジウムなどのセラミッ
クスあるいは多結晶シリコン及び非晶質シリコンなどの
半導体が使用される。抵抗温度係数（以下、ＴＣＲと略
す）は、抵抗体の抵抗値をＲ、絶対温度をＴとして（１
／Ｒ）×（ｄＲ／ｄＴ）％／ｋと表され、金属薄膜は＋
０．１％／ｋ、半導体は−２．０％／ｋ、ＶＯXは−
２．０％／ｋ以上のＴＣＲを有する。
【０００５】大きなＴＣＲを有する酸化バナジウムを使
用することは、赤外線検出器の高感度化には有利である
が、装置汚染などの問題から一般の集積回路を製造する
半導体ラインには導入されていない。固体撮像素子など
のように赤外線を検出する検出素子を集積した大規模赤
外線２次元アレイにおいては、集積した検出素子の周辺
部に電気信号を読み出すためのシリコン集積回路を形成
するので、検出素子作製工程をシリコン集積回路を作製
する工程とともに半導体ラインに導入すれば安価で高歩
留まりとすることができる。従って、多結晶シリコンあ
るいは非晶質シリコンなどの半導体を抵抗体に使用する
のが有利である。
用することは、赤外線検出器の高感度化には有利である
が、装置汚染などの問題から一般の集積回路を製造する
半導体ラインには導入されていない。固体撮像素子など
のように赤外線を検出する検出素子を集積した大規模赤
外線２次元アレイにおいては、集積した検出素子の周辺
部に電気信号を読み出すためのシリコン集積回路を形成
するので、検出素子作製工程をシリコン集積回路を作製
する工程とともに半導体ラインに導入すれば安価で高歩
留まりとすることができる。従って、多結晶シリコンあ
るいは非晶質シリコンなどの半導体を抵抗体に使用する
のが有利である。
【０００６】ドーパントを含む多結晶シリコンの電気伝
導のメカニズムは、Ｓｅｔｏらが示した結晶が連結した
１次元モデル（Ｊｏｕｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ
Ｐｙｓｉｃｓ，Ｖｏｌ．４６，Ｎｏ．１２，１９７５）
に示されているように、結晶中の伝導と結晶粒界のトラ
ップ準位を介した伝導との合計として表される。結晶中
のキャリアが少ない時は、キャリアはトラップ準位をす
べて埋めることができず、結晶粒界に電位障壁を形成
し、結晶中のキャリアが多くなると、トラップ準位をす
べて埋め尽くし、残りの余剰のキャリアは結晶のフェル
ミレベルを変化させ、電位障壁を低下させる。この電位
障壁の高さをＥａ（ｅＶ）とすると、ＴＣＲ＝Ｅａ／ｋ
Ｔ2で表される。
導のメカニズムは、Ｓｅｔｏらが示した結晶が連結した
１次元モデル（Ｊｏｕｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ
Ｐｙｓｉｃｓ，Ｖｏｌ．４６，Ｎｏ．１２，１９７５）
に示されているように、結晶中の伝導と結晶粒界のトラ
ップ準位を介した伝導との合計として表される。結晶中
のキャリアが少ない時は、キャリアはトラップ準位をす
べて埋めることができず、結晶粒界に電位障壁を形成
し、結晶中のキャリアが多くなると、トラップ準位をす
べて埋め尽くし、残りの余剰のキャリアは結晶のフェル
ミレベルを変化させ、電位障壁を低下させる。この電位
障壁の高さをＥａ（ｅＶ）とすると、ＴＣＲ＝Ｅａ／ｋ
Ｔ2で表される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ボロメータ型赤外線検
出器の抵抗体に多結晶シリコンを用いる場合、その感度
は多結晶シリコンのＴＣＲの大きさに比例するため、高
感度とするためには電位障壁の高さＥａを大きくするこ
とが必要になるが、電位障壁の高さＥａを大きくすると
電気伝導は結晶粒界のトラップ準位を介した電気伝導が
行われ、この電気伝導においては１／ｆノイズが大きく
なる。ボロメータ型赤外線検出器の性能は出力信号の大
きさに対するノイズの大きさの比率で表されるので、ノ
イズの増加はボロメータ型赤外線検出器の性能の低下に
つながるという問題がある。この問題は抵抗体に非晶質
シリコンを用いた場合においても同様である。
出器の抵抗体に多結晶シリコンを用いる場合、その感度
は多結晶シリコンのＴＣＲの大きさに比例するため、高
感度とするためには電位障壁の高さＥａを大きくするこ
とが必要になるが、電位障壁の高さＥａを大きくすると
電気伝導は結晶粒界のトラップ準位を介した電気伝導が
行われ、この電気伝導においては１／ｆノイズが大きく
なる。ボロメータ型赤外線検出器の性能は出力信号の大
きさに対するノイズの大きさの比率で表されるので、ノ
イズの増加はボロメータ型赤外線検出器の性能の低下に
つながるという問題がある。この問題は抵抗体に非晶質
シリコンを用いた場合においても同様である。
【０００８】また、多結晶シリコンはドーパントを少な
くすることによって、ＴＣＲを−８％／Ｋ程度まで大き
くすることができるが、反面において抵抗が大きくな
り、信号を読み出す信号処理回路との整合性が取れなく
なるという問題がある。
くすることによって、ＴＣＲを−８％／Ｋ程度まで大き
くすることができるが、反面において抵抗が大きくな
り、信号を読み出す信号処理回路との整合性が取れなく
なるという問題がある。
【０００９】本発明は上記のような問題を解決すること
を目的とし、半導体製造ラインで使用される材料を使用
して、高いＴＣＲを有するとともに、適度の大きさの抵
抗を有し、かつ１／ｆノイズが小さな高性能の赤外線検
出器及びその製造方法を提供するものである。
を目的とし、半導体製造ラインで使用される材料を使用
して、高いＴＣＲを有するとともに、適度の大きさの抵
抗を有し、かつ１／ｆノイズが小さな高性能の赤外線検
出器及びその製造方法を提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
絶縁物からなる絶縁薄膜、この絶縁薄膜上に形成された
複数の半導体層、この半導体層それぞれに設けられ、外
部バイアス電圧に対して順バイアスの接合部と逆バイア
スの接合部、この接合部を介して上記複数の半導体層を
直列に連結する金属薄膜を備えたことを特徴とする赤外
線検出器である。
絶縁物からなる絶縁薄膜、この絶縁薄膜上に形成された
複数の半導体層、この半導体層それぞれに設けられ、外
部バイアス電圧に対して順バイアスの接合部と逆バイア
スの接合部、この接合部を介して上記複数の半導体層を
直列に連結する金属薄膜を備えたことを特徴とする赤外
線検出器である。
【００１１】請求項２に係る発明は、請求項１記載の赤
外線検出器において、半導体層が島状に形成され、この
半導体層上面に接合部が設けられたものである。
外線検出器において、半導体層が島状に形成され、この
半導体層上面に接合部が設けられたものである。
【００１２】請求項３に係る発明は、請求項１に記載の
赤外線検出器において、金属薄膜が複数の半導体層間に
埋設されて接合部を形成したものである。
赤外線検出器において、金属薄膜が複数の半導体層間に
埋設されて接合部を形成したものである。
【００１３】請求項４に係る発明は、請求項１、２また
は３のいずれかに記載の赤外線検出器において、順バイ
アスの接合部側及び逆バイアスの接合部側における半導
体層の一方をｐ+領域とし他方をｎ+領域とし、上記半導
体層にｐｎ接合を形成したものである。
は３のいずれかに記載の赤外線検出器において、順バイ
アスの接合部側及び逆バイアスの接合部側における半導
体層の一方をｐ+領域とし他方をｎ+領域とし、上記半導
体層にｐｎ接合を形成したものである。
【００１４】請求項５に係る発明は、請求項１、２また
は３のいずれかに記載の赤外線検出器において、接合部
がショットキー障壁であるものである。
は３のいずれかに記載の赤外線検出器において、接合部
がショットキー障壁であるものである。
【００１５】請求項６に係る発明は、請求項１ないし５
に記載の赤外線検出器において、半導体層がＳＯＩ基板
に設けたものである。
に記載の赤外線検出器において、半導体層がＳＯＩ基板
に設けたものである。
【００１６】請求項７に係る発明は、請求項１、２また
は３のいずれかに記載の赤外線検出器において、接合部
間の半導体層の不純物濃度を、接合部近傍の半導体層の
不純物濃度より高くしたものである。
は３のいずれかに記載の赤外線検出器において、接合部
間の半導体層の不純物濃度を、接合部近傍の半導体層の
不純物濃度より高くしたものである。
【００１７】請求項８に係る発明は、請求項１、２また
は３のいずれかに記載の赤外線検出器において、逆バイ
アスの接合部側における半導体層の不純物濃度を、順バ
イアスの接合部近傍における半導体層の不純物濃度より
高くしたものである。
は３のいずれかに記載の赤外線検出器において、逆バイ
アスの接合部側における半導体層の不純物濃度を、順バ
イアスの接合部近傍における半導体層の不純物濃度より
高くしたものである。
【００１８】請求項９に係る発明は、絶縁薄膜上に半導
体層を形成する工程、この半導体層に金属イオンを注入
して注入部を金属薄膜とし、上記半導体層を、複数の半
導体層に分割するとともにこの複数の半導体層と上記金
属薄膜との界面を介して直列に連結する工程を備えた赤
外線検出器の製造方法である。
体層を形成する工程、この半導体層に金属イオンを注入
して注入部を金属薄膜とし、上記半導体層を、複数の半
導体層に分割するとともにこの複数の半導体層と上記金
属薄膜との界面を介して直列に連結する工程を備えた赤
外線検出器の製造方法である。
【００１９】請求項１０に係る発明は、ＳＯＩ基板上の
半導体層に金属イオンを注入して注入部を金属薄膜と
し、上記半導体層を、複数の半導体層に分割するととも
にこの複数の半導体層と上記金属薄膜との界面を介して
直列に連結する工程を備えた赤外線検出器の製造方法で
ある。
半導体層に金属イオンを注入して注入部を金属薄膜と
し、上記半導体層を、複数の半導体層に分割するととも
にこの複数の半導体層と上記金属薄膜との界面を介して
直列に連結する工程を備えた赤外線検出器の製造方法で
ある。
【００２０】請求項１１に係る発明は、請求項９または
１０に記載の赤外線検出器の製造方法において、複数の
半導体層に不純物を注入し、界面間の半導体層の不純物
濃度を金属薄膜近傍の半導体層の不純物濃度より高くす
るものである。
１０に記載の赤外線検出器の製造方法において、複数の
半導体層に不純物を注入し、界面間の半導体層の不純物
濃度を金属薄膜近傍の半導体層の不純物濃度より高くす
るものである。
【００２１】請求項１２に係る発明は、請求項９または
１０に記載の赤外線検出器の製造方法において、一方の
界面側領域における複数の半導体層の不純物濃度を、他
方の界面近傍における複数の半導体層の不純物濃度より
高くするものである。
１０に記載の赤外線検出器の製造方法において、一方の
界面側領域における複数の半導体層の不純物濃度を、他
方の界面近傍における複数の半導体層の不純物濃度より
高くするものである。
【００２２】
【発明の実施の形態】図面を使用して、本発明の実施の
形態を説明する。図１は本発明の赤外線検出器の特徴部
分を示すもので、平面図（ａ）及び断面図（ｂ）にしめ
すように、絶縁薄膜３と、絶縁薄膜３上に複数個の半導
体層１と、半導体層１それぞれに設けられた外部バイア
ス電圧に対して順バイアスの接合部５と逆バイアスの接
合部６（接合部５が逆バイアスで接合部６が順バイアス
でもよい）とを介して複数の半導体層１を直列に連結す
る金属薄膜２とを備えているる。
形態を説明する。図１は本発明の赤外線検出器の特徴部
分を示すもので、平面図（ａ）及び断面図（ｂ）にしめ
すように、絶縁薄膜３と、絶縁薄膜３上に複数個の半導
体層１と、半導体層１それぞれに設けられた外部バイア
ス電圧に対して順バイアスの接合部５と逆バイアスの接
合部６（接合部５が逆バイアスで接合部６が順バイアス
でもよい）とを介して複数の半導体層１を直列に連結す
る金属薄膜２とを備えているる。
【００２３】図１（ａ）及び（ｂ）の構成において、半
導体層１をＮ個形成し、図１（ｃ）回路図に示すように
バイアス電圧ＶBを印加すると、キャリアは半導体層１
の抵抗ＲSi、接合部５のショットキー障壁のショットキ
ー障壁抵抗Ｒsch、金属薄膜２の抵抗Ｒm、接合部６のシ
ョットキー障壁のショットキー障壁抵抗Ｒschを順次繰
り返し通過して電流が流れる。全抵抗は（ＲSi＋Ｒsch
＋Ｒm）×Ｎで表される。金属薄膜２の抵抗Ｒmは小さい
ので、全抵抗は抵抗ＲSiとショットキー障壁のみで決ま
り、全抵抗は（Ｒsch＋ＲSi）×Ｎとなる。
導体層１をＮ個形成し、図１（ｃ）回路図に示すように
バイアス電圧ＶBを印加すると、キャリアは半導体層１
の抵抗ＲSi、接合部５のショットキー障壁のショットキ
ー障壁抵抗Ｒsch、金属薄膜２の抵抗Ｒm、接合部６のシ
ョットキー障壁のショットキー障壁抵抗Ｒschを順次繰
り返し通過して電流が流れる。全抵抗は（ＲSi＋Ｒsch
＋Ｒm）×Ｎで表される。金属薄膜２の抵抗Ｒmは小さい
ので、全抵抗は抵抗ＲSiとショットキー障壁のみで決ま
り、全抵抗は（Ｒsch＋ＲSi）×Ｎとなる。
【００２４】バイアス電圧ＶBの印加に対して、接合部
５及び６のショットキー障壁における合計の電位差をＶ
sch、半導体層１部の電位差をＶSi、もともとのショッ
トキー障壁の高さをＶbとした時、Ｖbは低下してショッ
トキー障壁の高さはＶb´となる。ＶB、Ｖsch、ＶSi、
Ｖb、Ｖb´、電流Ｉ及びＴＣＲは次式（１）〜（４）で
表される。
５及び６のショットキー障壁における合計の電位差をＶ
sch、半導体層１部の電位差をＶSi、もともとのショッ
トキー障壁の高さをＶbとした時、Ｖbは低下してショッ
トキー障壁の高さはＶb´となる。ＶB、Ｖsch、ＶSi、
Ｖb、Ｖb´、電流Ｉ及びＴＣＲは次式（１）〜（４）で
表される。
【００２５】 Ｖsch＋ＶSi＝ＶB／Ｎ ………………………………………………（１） Ｖb´＝（Ｖb−Ｖsch／２） ………………………………………（２） Ｉ＝Ｓ×Ａ*×Ｔ2×ｅｘｐ（−（Ｖb−Ｖsch／２））／ｋＴ ＝Ｓ×Ａ*×Ｔ2×ｅｘｐ（−Ｖb´／ｋＴ） ……………………（３） （３）式から、 ＴＣＲ＝（Ｖb−Ｖsch／２）／ｋＴ ＝Ｖb´／ｋＴ2 ………………………………………………（４）
【００２６】上記式（１）〜（４）において、Ｓは接合
部５及び６の界面の面積、Ａ*はリチャードソン定数で
ある。上記式（１）から明らかなように、半導体層１の
接続個数Ｎを増減することによってショットキー障壁に
印加される電圧Ｖschを種々に変化させることができ
る。また、式（２）に示したように、バイアス電圧Ｖsc
hを印加するとショットキー障壁の高さＶb´は低下す
る。従って、バイアス後のショットキー障壁の高さＶb
´はもともとのショットキー障壁の高さＶbとバイアス
電圧ＶBの大きさとショットキー障壁の連結個数Ｎで決
まる。式（４）から明かなように、ショットキー障壁の
高さＶbを大きくするほどＴＣＲは増加し、赤外線検出
器としての感度は増加するが、感度の増加とともに抵抗
も増加して信号読みだし回路との整合性が得られなくな
る。本実施の形態によれば、これを解決するために、適
切な抵抗値になるように金属薄膜２の種類、半導体層１
の連結数Ｎ及びバイアス電圧ＶBを選ぶとともに、最大
のＶb´が得られるように、最適条件に設定することに
よって、信号読みだし回路との整合性を得るとともに、
赤外線検出器の感度を向上することができる。
部５及び６の界面の面積、Ａ*はリチャードソン定数で
ある。上記式（１）から明らかなように、半導体層１の
接続個数Ｎを増減することによってショットキー障壁に
印加される電圧Ｖschを種々に変化させることができ
る。また、式（２）に示したように、バイアス電圧Ｖsc
hを印加するとショットキー障壁の高さＶb´は低下す
る。従って、バイアス後のショットキー障壁の高さＶb
´はもともとのショットキー障壁の高さＶbとバイアス
電圧ＶBの大きさとショットキー障壁の連結個数Ｎで決
まる。式（４）から明かなように、ショットキー障壁の
高さＶbを大きくするほどＴＣＲは増加し、赤外線検出
器としての感度は増加するが、感度の増加とともに抵抗
も増加して信号読みだし回路との整合性が得られなくな
る。本実施の形態によれば、これを解決するために、適
切な抵抗値になるように金属薄膜２の種類、半導体層１
の連結数Ｎ及びバイアス電圧ＶBを選ぶとともに、最大
のＶb´が得られるように、最適条件に設定することに
よって、信号読みだし回路との整合性を得るとともに、
赤外線検出器の感度を向上することができる。
【００２７】また、図１に示した構成は、絶縁薄膜３上
に半導体層１を島状に形成し、半導体層１上にに設けた
接合部５及び６を介して、金属薄膜２で半導体層１を直
列に連結したもので、この構成において、図２に示すよ
うに、接合部５及び６の面積を増加させることによっ
て、同じＴＣＲでも抵抗値を小さくでき、また、接合部
５及び６の面積を増加させることによって抵抗値を下
げ、この抵抗の低下分、ショットキー障壁抵抗を上げ
て、全抵抗は変えずにＴＣＲを大きくすることができる
ので、信号読みだし回路との整合性を得るとともに、赤
外線検出器の感度を向上することができる。
に半導体層１を島状に形成し、半導体層１上にに設けた
接合部５及び６を介して、金属薄膜２で半導体層１を直
列に連結したもので、この構成において、図２に示すよ
うに、接合部５及び６の面積を増加させることによっ
て、同じＴＣＲでも抵抗値を小さくでき、また、接合部
５及び６の面積を増加させることによって抵抗値を下
げ、この抵抗の低下分、ショットキー障壁抵抗を上げ
て、全抵抗は変えずにＴＣＲを大きくすることができる
ので、信号読みだし回路との整合性を得るとともに、赤
外線検出器の感度を向上することができる。
【００２８】図１の複数の半導体層１を直列に連結する
構成は、図６に示すように、金属薄膜２が複数の半導体
層１間に埋設され、複数の半導体層１を界面２１及び２
２を介して直列に連結する構成とすることもできる。
構成は、図６に示すように、金属薄膜２が複数の半導体
層１間に埋設され、複数の半導体層１を界面２１及び２
２を介して直列に連結する構成とすることもできる。
【００２９】図６の構成によれば、半導体層１の厚さ方
向及び長さ方向の寸法を適切に選び、界面２１及び２２
の面積を大きくすることによって、ＴＣＲを大きくし
て、かつ小型にすることができるとともに、構造が簡単
になり製造工程を減少させることができる。
向及び長さ方向の寸法を適切に選び、界面２１及び２２
の面積を大きくすることによって、ＴＣＲを大きくし
て、かつ小型にすることができるとともに、構造が簡単
になり製造工程を減少させることができる。
【００３０】図１及び図２に示したショットキー障壁と
同様の電位障壁として、ｐｎ接合を利用することができ
る。図１１は、順バイアスの接合部５側及び逆バイアス
の接合部６側における半導体層１にｐ+領域及びｎ+領域
３０及び３１を形成し、半導体層１にｐｎ接合３２を形
成し、接合部５及び６を介して複数の半導体層１を直列
に連結したものである。
同様の電位障壁として、ｐｎ接合を利用することができ
る。図１１は、順バイアスの接合部５側及び逆バイアス
の接合部６側における半導体層１にｐ+領域及びｎ+領域
３０及び３１を形成し、半導体層１にｐｎ接合３２を形
成し、接合部５及び６を介して複数の半導体層１を直列
に連結したものである。
【００３１】ｐｎ接合部３２はショットキー障壁と同
様、電位障壁として作用し、大きなＴＣＲが得られる。
また、ｐ+領域及びｎ+領域３０及び３１は高濃度に不純
物をドープするので、接合部５および６はオーミック接
合になり、また、ｐ+領域及びｎ+領域３０及び３１は低
抵抗になるので、半導体層１の抵抗に起因する１／ｆノ
イズが低減されるとともに、信号読みだし回路との整合
性が得られ易くなり、大きなＴＣＲによって高性能の赤
外線検出器が得られる。
様、電位障壁として作用し、大きなＴＣＲが得られる。
また、ｐ+領域及びｎ+領域３０及び３１は高濃度に不純
物をドープするので、接合部５および６はオーミック接
合になり、また、ｐ+領域及びｎ+領域３０及び３１は低
抵抗になるので、半導体層１の抵抗に起因する１／ｆノ
イズが低減されるとともに、信号読みだし回路との整合
性が得られ易くなり、大きなＴＣＲによって高性能の赤
外線検出器が得られる。
【００３２】図４は接合部５および６間の半導体層１の
不純物濃度を、接合部５及び６近傍の半導体層１の不純
物濃度より高くして不純物高濃度領域１６を形成したも
のであり、図６の構成においても同様に、界面（接合
部）２１及び２２間の半導体層１の不純物濃度を接合部
２１及び２２近傍の半導体層１の不純物濃度より高くし
てもよい。
不純物濃度を、接合部５及び６近傍の半導体層１の不純
物濃度より高くして不純物高濃度領域１６を形成したも
のであり、図６の構成においても同様に、界面（接合
部）２１及び２２間の半導体層１の不純物濃度を接合部
２１及び２２近傍の半導体層１の不純物濃度より高くし
てもよい。
【００３３】不純物高濃度領域１６を形成することによ
って、半導体層１の抵抗を下げることができ、この抵抗
の低下分ショットキー障壁抵抗を上げることができるの
で、全抵抗は変えずにＴＣＲを大きくすることができる
とともに、半導体層１の抵抗に起因する１／ｆノイズを
低減することができる。
って、半導体層１の抵抗を下げることができ、この抵抗
の低下分ショットキー障壁抵抗を上げることができるの
で、全抵抗は変えずにＴＣＲを大きくすることができる
とともに、半導体層１の抵抗に起因する１／ｆノイズを
低減することができる。
【００３４】図５は逆バイアスの接合部５側における半
導体層１の不純物濃度を、順バイアスの接合部６近傍に
おける半導体層１の不純物濃度より高くして不純物高濃
度領域１７を形成したもので、図６に示した構成におい
ても図８に示すように金属薄膜１８と接する逆バイアス
の領域に高濃度不純物領域２４を形成してもよく、ここ
で、接合部６を逆バイアス、接合部５を順バイアスとし
てもよい。
導体層１の不純物濃度を、順バイアスの接合部６近傍に
おける半導体層１の不純物濃度より高くして不純物高濃
度領域１７を形成したもので、図６に示した構成におい
ても図８に示すように金属薄膜１８と接する逆バイアス
の領域に高濃度不純物領域２４を形成してもよく、ここ
で、接合部６を逆バイアス、接合部５を順バイアスとし
てもよい。
【００３５】逆バイアス接合部は高抵抗になる可能性が
あるが、不純物高濃度領域１７、２４を形成することに
よって、半導体層１の抵抗を下げるとともに、逆バイア
ス接合部をオーミック接合とすることができるので、全
抵抗は変えずにＴＣＲを大きくできるとともに、半導体
層１の抵抗に起因する１／ｆノイズを低減することがで
きる。
あるが、不純物高濃度領域１７、２４を形成することに
よって、半導体層１の抵抗を下げるとともに、逆バイア
ス接合部をオーミック接合とすることができるので、全
抵抗は変えずにＴＣＲを大きくできるとともに、半導体
層１の抵抗に起因する１／ｆノイズを低減することがで
きる。
【００３６】また、ＳＯＩ基板の半導体層は単結晶から
なる結晶性のよいものである。図１、図２及び図６の構
成において、半導体層１としてＳＯＩ基板に設けた半導
体層を利用することによって、安定したショットキー障
壁あるいはｐｎ接合３２が得られるので、ＴＣＲが安定
して得られ、赤外線検出器の特性を安定したものとする
ことができるとともに、１／ｆノイズをきわめて小さく
することができる。
なる結晶性のよいものである。図１、図２及び図６の構
成において、半導体層１としてＳＯＩ基板に設けた半導
体層を利用することによって、安定したショットキー障
壁あるいはｐｎ接合３２が得られるので、ＴＣＲが安定
して得られ、赤外線検出器の特性を安定したものとする
ことができるとともに、１／ｆノイズをきわめて小さく
することができる。
【００３７】図７は、図６に示した構成の製造方法を示
す断面図である。この製造方法は、同図（ａ）に示すよ
うに、絶縁薄膜３上に半導体層膜１９を形成し、有機レ
ジスト２２のパターンを形成した後、半導体層膜１９に
金属イオン２３を注入し、同図（ｂ）に示すように注入
部を金属薄膜１８とし、半導体層膜１９を、複数の半導
体層１に分割するとともに複数の半導体層１と金属薄膜
１８との界面を介して直列に連結する構成を形成するも
のである。
す断面図である。この製造方法は、同図（ａ）に示すよ
うに、絶縁薄膜３上に半導体層膜１９を形成し、有機レ
ジスト２２のパターンを形成した後、半導体層膜１９に
金属イオン２３を注入し、同図（ｂ）に示すように注入
部を金属薄膜１８とし、半導体層膜１９を、複数の半導
体層１に分割するとともに複数の半導体層１と金属薄膜
１８との界面を介して直列に連結する構成を形成するも
のである。
【００３８】図７に示した製造方法によれば、半導体層
１の厚さ方向の寸法及び長さ方向の寸法を適切に選び、
ショットキー障壁の面積を大きくすることによって、Ｔ
ＣＲを大きくしてし、かつ小型にすることができるとと
もに、構造が簡単になり製造工程を減少させることがで
きる。
１の厚さ方向の寸法及び長さ方向の寸法を適切に選び、
ショットキー障壁の面積を大きくすることによって、Ｔ
ＣＲを大きくしてし、かつ小型にすることができるとと
もに、構造が簡単になり製造工程を減少させることがで
きる。
【００３９】図９はＳＯＩ基板を利用した製造方法を示
す断面図で、この製造法は、同図（ａ）のように、シリ
コン板２６上に順次、絶縁薄膜２７及び不純物をドープ
した単結晶シリコンからなる半導体層膜２８を形成した
ＳＯＩ基板２５を利用し、同図（ｂ）のように、半導体
層膜２８を所定の大きさにパターニングした後、図７に
示したように、半導体層膜２８に金属イオン２３を注入
して注入部を金属薄膜１８とし、半導体層膜２８を、複
数の半導体層１に分割するとともに複数の半導体層１と
金属薄膜１８との界面を介して直列に連結するチェーン
９を形成する工程を備えたものである。
す断面図で、この製造法は、同図（ａ）のように、シリ
コン板２６上に順次、絶縁薄膜２７及び不純物をドープ
した単結晶シリコンからなる半導体層膜２８を形成した
ＳＯＩ基板２５を利用し、同図（ｂ）のように、半導体
層膜２８を所定の大きさにパターニングした後、図７に
示したように、半導体層膜２８に金属イオン２３を注入
して注入部を金属薄膜１８とし、半導体層膜２８を、複
数の半導体層１に分割するとともに複数の半導体層１と
金属薄膜１８との界面を介して直列に連結するチェーン
９を形成する工程を備えたものである。
【００４０】図９に示した製造方法によれば、結晶性の
よいＳＯＩ基板２５を利用することよって、安定したシ
ョットキー障壁が得られ、赤外線検出器を安定したもの
とすることができるとともに、複数の半導体層１を結晶
性のよいもので構成できるので１／ｆを低減することが
でき、さらに、製造工程を簡略化できる。
よいＳＯＩ基板２５を利用することよって、安定したシ
ョットキー障壁が得られ、赤外線検出器を安定したもの
とすることができるとともに、複数の半導体層１を結晶
性のよいもので構成できるので１／ｆを低減することが
でき、さらに、製造工程を簡略化できる。
【００４１】また、図７及び図９に示した製造方法にお
いて、複数の半導体層１に不純物を注入し、界面間の半
導体層１の不純物濃度を金属薄膜１８近傍の半導体層１
の不純物濃度より高くすることによって半導体層１の抵
抗を下げ、この抵抗の低下分ショットキー障壁抵抗を上
げ、ＴＣＲを大きくすることができるので、赤外線検出
器を高性能にすることができる。
いて、複数の半導体層１に不純物を注入し、界面間の半
導体層１の不純物濃度を金属薄膜１８近傍の半導体層１
の不純物濃度より高くすることによって半導体層１の抵
抗を下げ、この抵抗の低下分ショットキー障壁抵抗を上
げ、ＴＣＲを大きくすることができるので、赤外線検出
器を高性能にすることができる。
【００４２】また、図７及び図９に示した製造方法にお
いて、一方の界面側領域における複数の半導体層１の不
純物濃度を、他方の界面近傍における複数の半導体層１
の不純物濃度より高くすることによって、高抵抗になる
可能性がある逆バイアス接合部をオーミック接合とし、
さらに、半導体層１の抵抗を下げることができるので、
全抵抗は変えずにＴＣＲを大きくできるとともに、半導
体層１の抵抗に起因する１／ｆノイズを低減することが
できる。
いて、一方の界面側領域における複数の半導体層１の不
純物濃度を、他方の界面近傍における複数の半導体層１
の不純物濃度より高くすることによって、高抵抗になる
可能性がある逆バイアス接合部をオーミック接合とし、
さらに、半導体層１の抵抗を下げることができるので、
全抵抗は変えずにＴＣＲを大きくできるとともに、半導
体層１の抵抗に起因する１／ｆノイズを低減することが
できる。
【００４３】
実施例１．図１は本発明の特徴部分の一実施例を示す平
面図（ａ）、断面図（ｂ）及び回路図である。図（ａ）
及び（ｂ）において、３はＳｉＯ2などの絶縁物からな
る絶縁薄膜、１は絶縁薄膜上に島状に複数個形成された
で多結晶シリコンあるいは非晶質シリコンなどにＰ（リ
ン）あるいはＢ（ボロン）などの不純物を１０17／ｃｍ
3程度ドープした半導体材料からなる半導体層、２は半
導体層１を直列に接続する金属薄膜でＴｉＳｉ、Ｔｉ、
ＰｔあるいはＰｔＳｉなどからなり、半導体層１と金属
薄膜２との接続部５及び６の界面はＳ＝４μｍ×４μｍ
の面積を有する電位障壁（以下、ショットキー障壁と称
する）を形成している。本発明の実施例の説明において
は、複数の半導体層１を金属薄膜２で直列に接続した構
成あるいはこの構成に準ずる構成をチェーンと称するこ
とにする。４は各半導体層１間及び各金属薄膜２の接合
部５、６以外の部分と半導体層との間を絶縁する絶縁体
でＳｉＯ2などの絶縁物からなるものである。
面図（ａ）、断面図（ｂ）及び回路図である。図（ａ）
及び（ｂ）において、３はＳｉＯ2などの絶縁物からな
る絶縁薄膜、１は絶縁薄膜上に島状に複数個形成された
で多結晶シリコンあるいは非晶質シリコンなどにＰ（リ
ン）あるいはＢ（ボロン）などの不純物を１０17／ｃｍ
3程度ドープした半導体材料からなる半導体層、２は半
導体層１を直列に接続する金属薄膜でＴｉＳｉ、Ｔｉ、
ＰｔあるいはＰｔＳｉなどからなり、半導体層１と金属
薄膜２との接続部５及び６の界面はＳ＝４μｍ×４μｍ
の面積を有する電位障壁（以下、ショットキー障壁と称
する）を形成している。本発明の実施例の説明において
は、複数の半導体層１を金属薄膜２で直列に接続した構
成あるいはこの構成に準ずる構成をチェーンと称するこ
とにする。４は各半導体層１間及び各金属薄膜２の接合
部５、６以外の部分と半導体層との間を絶縁する絶縁体
でＳｉＯ2などの絶縁物からなるものである。
【００４４】本実施例において、半導体層１を６個連結
したものについて、その特性を物性値を入れて計算した
ところ、最終の抵抗が２７ｋΩ、ＴＣＲが１．９％／ｋ
と見積もられた。
したものについて、その特性を物性値を入れて計算した
ところ、最終の抵抗が２７ｋΩ、ＴＣＲが１．９％／ｋ
と見積もられた。
【００４５】ショットキー障壁の高さを大きくするほど
ＴＣＲは増加し、赤外線検出器としての感度は増加する
が、感度の増加とともに抵抗も増加して信号読みだし回
路とのの整合性が得られなくなる。本実施例によれば、
これを解決するために、適切な抵抗値になるように金属
薄膜２の種類、半導体層１の連結数Ｎ及びバイアス電圧
を選ぶとともに、最大のショットキー障壁の高さが得ら
れるように、最適条件に設定することによって、信号読
みだし回路との整合性を得るとともに、赤外線検出器の
感度を向上することができる。
ＴＣＲは増加し、赤外線検出器としての感度は増加する
が、感度の増加とともに抵抗も増加して信号読みだし回
路とのの整合性が得られなくなる。本実施例によれば、
これを解決するために、適切な抵抗値になるように金属
薄膜２の種類、半導体層１の連結数Ｎ及びバイアス電圧
を選ぶとともに、最大のショットキー障壁の高さが得ら
れるように、最適条件に設定することによって、信号読
みだし回路との整合性を得るとともに、赤外線検出器の
感度を向上することができる。
【００４６】また、接合部５及び６の面積Ｓを増加させ
れば、同じＴＣＲでも抵抗値を小さくでき、また、ＴＣ
Ｒを大きくするとともに、接合部５及び６の面積Ｓを増
加させることによって抵抗値を一定の範囲まで低減する
こともできる。図２は本実施例の特徴部分を示す平面図
（ａ）及び断面図（ｂ）で、金属薄膜２にＴｉＳｉ、半
導体層１に不純物濃度を１０17／ｃｍ3としたｐ型シリ
コンを選び（ショットキー障壁の高さＶbは０．５ｅ
Ｖ）、接合部５及び６の面積Ｓを９．０×１０-7ｃｍ2
（３０μｍ×３μｍ）として、半導体層１を直列に１０
個連結させた構成を示す。バイアス電圧ＶBを５Ｖとし
たとき、最終の抵抗は２６ＫΩ、ＴＣＲは−３．２％／
ｋと見積もられた。
れば、同じＴＣＲでも抵抗値を小さくでき、また、ＴＣ
Ｒを大きくするとともに、接合部５及び６の面積Ｓを増
加させることによって抵抗値を一定の範囲まで低減する
こともできる。図２は本実施例の特徴部分を示す平面図
（ａ）及び断面図（ｂ）で、金属薄膜２にＴｉＳｉ、半
導体層１に不純物濃度を１０17／ｃｍ3としたｐ型シリ
コンを選び（ショットキー障壁の高さＶbは０．５ｅ
Ｖ）、接合部５及び６の面積Ｓを９．０×１０-7ｃｍ2
（３０μｍ×３μｍ）として、半導体層１を直列に１０
個連結させた構成を示す。バイアス電圧ＶBを５Ｖとし
たとき、最終の抵抗は２６ＫΩ、ＴＣＲは−３．２％／
ｋと見積もられた。
【００４７】図３は本発明の一実施例になる製造方法を
示す工程断面図で、同図に従って製造方法を説明する。
まず、図３（ａ）に示すように、シリコンなどからなる
基板７上に多結晶シリコンあるいは非晶質シリコンなど
で台座８を形成する。
示す工程断面図で、同図に従って製造方法を説明する。
まず、図３（ａ）に示すように、シリコンなどからなる
基板７上に多結晶シリコンあるいは非晶質シリコンなど
で台座８を形成する。
【００４８】次に、図３（ｂ）に示すように、台座８を
覆う厚さ２００ｎｍのＳｉＯ2からなる絶縁薄膜３をＣ
ＶＤ法で成膜した後、図３（ｃ）に示すように半導体層
−金属薄膜のチェーン９を形成する。
覆う厚さ２００ｎｍのＳｉＯ2からなる絶縁薄膜３をＣ
ＶＤ法で成膜した後、図３（ｃ）に示すように半導体層
−金属薄膜のチェーン９を形成する。
【００４９】図３（ｄ）〜（ｇ）はチェーン９の製造方
法を説明する拡大図で、図３（ｄ）に示すように絶縁薄
膜３上にＰ、Ｂなどの不純物を例えば、１０17／ｃｍ3
程度ドープした多結晶シリコンまたは非晶質シリコンか
らなる半導体層膜１０をスッパタ法あるいはＣＶＤ法で
成膜し、次に、図３（ｅ）に示すように、半導体層膜１
０をレジストを用いた写真製版技術で複数個の半導体層
１に形成した後、さらに、ＳｉＯ2をＣＶＤ法で堆積
し、図３（ｆ）に示すように、半導体層１上にレジスト
を用いた写真製版技術でコンタクトホール１１を形成す
る。さらに、レジストを除去した後、Ｔｉをスパッタ法
で堆積してＴｉ膜を形成し、このＴｉ膜をパターニング
して金属薄膜２を形成し、図３（ｇ）に示すように、金
属薄膜２が半導体層１を直列に接続するように形成す
る。
法を説明する拡大図で、図３（ｄ）に示すように絶縁薄
膜３上にＰ、Ｂなどの不純物を例えば、１０17／ｃｍ3
程度ドープした多結晶シリコンまたは非晶質シリコンか
らなる半導体層膜１０をスッパタ法あるいはＣＶＤ法で
成膜し、次に、図３（ｅ）に示すように、半導体層膜１
０をレジストを用いた写真製版技術で複数個の半導体層
１に形成した後、さらに、ＳｉＯ2をＣＶＤ法で堆積
し、図３（ｆ）に示すように、半導体層１上にレジスト
を用いた写真製版技術でコンタクトホール１１を形成す
る。さらに、レジストを除去した後、Ｔｉをスパッタ法
で堆積してＴｉ膜を形成し、このＴｉ膜をパターニング
して金属薄膜２を形成し、図３（ｇ）に示すように、金
属薄膜２が半導体層１を直列に接続するように形成す
る。
【００５０】次に、図３（ｈ）に示すように、チェーン
９とこの外部の信号読みだし回路（図示せず）とを電気
的に接続するリード１２を形成し、さらに、図３（ｉ）
に示すように、窒化シリコンなどからなる保護膜１３を
成膜した後、シリコン台座８に到達するホール１４を形
成し、ホール１４を介してＫＯＨ（水酸化カリウム）な
どのエッチャントで台座８をエッチング除去し、図３
（ｊ）に示すように空隙部１５を形成する。
９とこの外部の信号読みだし回路（図示せず）とを電気
的に接続するリード１２を形成し、さらに、図３（ｉ）
に示すように、窒化シリコンなどからなる保護膜１３を
成膜した後、シリコン台座８に到達するホール１４を形
成し、ホール１４を介してＫＯＨ（水酸化カリウム）な
どのエッチャントで台座８をエッチング除去し、図３
（ｊ）に示すように空隙部１５を形成する。
【００５１】実施例２．図４は本発明の他の実施例を示
す平面図（ａ）及び断面図（ｂ）である。図において、
１は半導体層、２は金属薄膜、３は絶縁薄膜、４は絶縁
体、５及び６は半導体層１と金属薄膜２とを接合した接
合部でそれぞれの材料構成及び製造方法は実施例１と同
様である。１６は接合部５と接合部６との間で半導体層
１にＰあるいはＢなどの不純物を１０19／ｃｍ3以上イ
オン注入した不純物高濃度領域であり、図３（ａ）〜図
３（ｅ）の工程の後、半導体層１の中間部にイオン注入
によって形成する。この後、図３（ｆ）〜（ｉ）の工程
を経て製造される。
す平面図（ａ）及び断面図（ｂ）である。図において、
１は半導体層、２は金属薄膜、３は絶縁薄膜、４は絶縁
体、５及び６は半導体層１と金属薄膜２とを接合した接
合部でそれぞれの材料構成及び製造方法は実施例１と同
様である。１６は接合部５と接合部６との間で半導体層
１にＰあるいはＢなどの不純物を１０19／ｃｍ3以上イ
オン注入した不純物高濃度領域であり、図３（ａ）〜図
３（ｅ）の工程の後、半導体層１の中間部にイオン注入
によって形成する。この後、図３（ｆ）〜（ｉ）の工程
を経て製造される。
【００５２】本実施例によれば、半導体層１中に不純物
高濃度領域１６を設けることによって、半導体層１の抵
抗を下げ、この抵抗の低下分ショットキー障壁抵抗を上
げて、全抵抗は変えることなくＴＣＲを大きくすること
ができるので、赤外線検出器の性能を向上させることが
できる。
高濃度領域１６を設けることによって、半導体層１の抵
抗を下げ、この抵抗の低下分ショットキー障壁抵抗を上
げて、全抵抗は変えることなくＴＣＲを大きくすること
ができるので、赤外線検出器の性能を向上させることが
できる。
【００５３】また、半導体層１中に不純物高濃度領域１
６を設けることによって、半導体層１の抵抗に起因する
１／ｆノイズを低減することができる。
６を設けることによって、半導体層１の抵抗に起因する
１／ｆノイズを低減することができる。
【００５４】実施例３．図５は本発明の他の実施例を示
す平面図（ａ）及び断面図（ｂ）である。図において、
１は半導体層、２は金属薄膜、３は絶縁薄膜、４は絶縁
体、５及び６は半導体層１と金属薄膜２とを接合した接
合部でそれぞれの材料構成及び製造方法は実施例１と同
様である。１７は接合部５または接合部６のいずれかの
側の半導体層１に不純物を１０19／ｃｍ3以上イオン注
入した不純物高濃度領域であり、一方の接合部側の半導
体層１にイオン注入することによって形成される。
す平面図（ａ）及び断面図（ｂ）である。図において、
１は半導体層、２は金属薄膜、３は絶縁薄膜、４は絶縁
体、５及び６は半導体層１と金属薄膜２とを接合した接
合部でそれぞれの材料構成及び製造方法は実施例１と同
様である。１７は接合部５または接合部６のいずれかの
側の半導体層１に不純物を１０19／ｃｍ3以上イオン注
入した不純物高濃度領域であり、一方の接合部側の半導
体層１にイオン注入することによって形成される。
【００５５】本実施例の赤外線検出器は、図３（ａ）〜
図３（ｅ）の工程の後、不純物高濃度領域１７をＰ、Ｂ
などのイオン注入によって形成した後、図３（ｆ）〜
（ｉ）の工程を経て製造される。
図３（ｅ）の工程の後、不純物高濃度領域１７をＰ、Ｂ
などのイオン注入によって形成した後、図３（ｆ）〜
（ｉ）の工程を経て製造される。
【００５６】バイアス電圧を印加したとき、接合部５ま
たは接合部６の一方が逆バイアス特性となり、高抵抗に
なることがあるが、本実施例によれば、接合部５または
接合部６のいずれかの側の半導体層１を高濃度の接合部
１７とすることによってオーミック接合になり、逆バイ
アス特性となる側の接合部５または６の抵抗を大きく下
げることができる。
たは接合部６の一方が逆バイアス特性となり、高抵抗に
なることがあるが、本実施例によれば、接合部５または
接合部６のいずれかの側の半導体層１を高濃度の接合部
１７とすることによってオーミック接合になり、逆バイ
アス特性となる側の接合部５または６の抵抗を大きく下
げることができる。
【００５７】また、実施例２と同様、半導体層１中に不
純物高濃度領域１６を設けることによって、半導体層１
の抵抗を下げ、全抵抗は変えずにＴＣＲを大きくすると
ともに、１／ｆノイズを低減することができる。
純物高濃度領域１６を設けることによって、半導体層１
の抵抗を下げ、全抵抗は変えずにＴＣＲを大きくすると
ともに、１／ｆノイズを低減することができる。
【００５８】実施例４．図６は本発明の特徴部分を示す
他の実施例の平面図（ａ）及び断面図（ｂ）である。図
において、３は絶縁薄膜、１９は多結晶シリコン、ある
いは非晶質シリコンなどからなり不純物を１０17／ｃｍ
3程度ドープした半導体層膜、１は半導体層、１８は半
導体層膜１９中にイオン注入によって形成したＴｉＳｉ
からなる金属電極部で、半導体層膜１９中に埋設された
金属電極部１８によって分割された半導体層１を０．５
μｍ×３０μｍの面積を有する界面２０及び２１（接合
部）を介して直列に接続した構成になり、界面２０及び
２１がショットキー障壁となる。
他の実施例の平面図（ａ）及び断面図（ｂ）である。図
において、３は絶縁薄膜、１９は多結晶シリコン、ある
いは非晶質シリコンなどからなり不純物を１０17／ｃｍ
3程度ドープした半導体層膜、１は半導体層、１８は半
導体層膜１９中にイオン注入によって形成したＴｉＳｉ
からなる金属電極部で、半導体層膜１９中に埋設された
金属電極部１８によって分割された半導体層１を０．５
μｍ×３０μｍの面積を有する界面２０及び２１（接合
部）を介して直列に接続した構成になり、界面２０及び
２１がショットキー障壁となる。
【００５９】半導体層１を８個連結したとき、全抵抗は
２４ＫΩ、ＴＣＲは２．６％／ｋと見積もられた。
２４ＫΩ、ＴＣＲは２．６％／ｋと見積もられた。
【００６０】図７は、図６に示した構成を製造する方法
を説明する断面図で、同図（ａ）に示すように、半導体
層膜１９上に有機レジストなどストッパー材のレジスト
パターン２２を形成して半導体層１になる部分をマスキ
ングし、Ｔｉイオン２３を注入した後、同図（ｂ）に示
すように、レジストパターン２２を除去する。
を説明する断面図で、同図（ａ）に示すように、半導体
層膜１９上に有機レジストなどストッパー材のレジスト
パターン２２を形成して半導体層１になる部分をマスキ
ングし、Ｔｉイオン２３を注入した後、同図（ｂ）に示
すように、レジストパターン２２を除去する。
【００６１】本実施例の赤外線検出器は、図３（ａ）〜
（ｄ）の後にＴｉをイオン注入して金属電極部１８の形
成を行い、この後図３（ｈ）〜（ｊ）を経て製造され
る。
（ｄ）の後にＴｉをイオン注入して金属電極部１８の形
成を行い、この後図３（ｈ）〜（ｊ）を経て製造され
る。
【００６２】本実施例によれば、小型でかつ界面２０及
び２１の面積を大きくすることができるので、小型でＴ
ＣＲが大きな赤外線検出器が得られるとともに、製造工
程が減少し、半導体層１及びショットキー障壁の形成が
極めて簡単な工程でできるようになる。
び２１の面積を大きくすることができるので、小型でＴ
ＣＲが大きな赤外線検出器が得られるとともに、製造工
程が減少し、半導体層１及びショットキー障壁の形成が
極めて簡単な工程でできるようになる。
【００６３】なお、本実施例において、界面２０または
界面２１の間の半導体層１に不純物を注入し、界面２０
または界面２１の間の半導体層１の不純物濃度を、界面
２０または界面２１近傍の半導体層１の不純物濃度より
高くし、半導体層１の抵抗を下げることによって、全抵
抗は変えずにＴＣＲを大きくできるとともに、１／ｆノ
イズを低減することができる。
界面２１の間の半導体層１に不純物を注入し、界面２０
または界面２１の間の半導体層１の不純物濃度を、界面
２０または界面２１近傍の半導体層１の不純物濃度より
高くし、半導体層１の抵抗を下げることによって、全抵
抗は変えずにＴＣＲを大きくできるとともに、１／ｆノ
イズを低減することができる。
【００６４】また、本実施例において、図８に示すよう
に、界面２０または界面２１のいずれか一方の側の半導
体層１に不純物を高濃度にイオン注入し、半導体層１に
不純物高濃度領域２４を形成することによって界面２０
または界面２１のいずれか一方がオーミック接合にな
り、逆バイアス特性となる側の界面２０または２１の抵
抗を大きく下げることができ、半導体層１の抵抗を下げ
るので、全抵抗は変えずにＴＣＲを大きくできるととも
に、１／ｆノイズを低減することができる。
に、界面２０または界面２１のいずれか一方の側の半導
体層１に不純物を高濃度にイオン注入し、半導体層１に
不純物高濃度領域２４を形成することによって界面２０
または界面２１のいずれか一方がオーミック接合にな
り、逆バイアス特性となる側の界面２０または２１の抵
抗を大きく下げることができ、半導体層１の抵抗を下げ
るので、全抵抗は変えずにＴＣＲを大きくできるととも
に、１／ｆノイズを低減することができる。
【００６５】なお、本実施例において、Ｔｉイオンをイ
オン注入する例を示したが、これに限られるものではな
くＰｔ、Ａｌ、Ｃｏ、Ｗなど種々の金属イオンを適用す
ることができる。
オン注入する例を示したが、これに限られるものではな
くＰｔ、Ａｌ、Ｃｏ、Ｗなど種々の金属イオンを適用す
ることができる。
【００６６】実施例５．図９は、本発明の他の構成にな
る赤外線検出器およびその製造方法を示す工程断面図
で、同図に従って製造方法を説明する。
る赤外線検出器およびその製造方法を示す工程断面図
で、同図に従って製造方法を説明する。
【００６７】まず、図９（ａ）に示すように、ＳＯＩ
（Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ＯｎＩｎｓｕｌａｔｏ
ｒ）基板２５を準備する。ＳＯＩ基板２５は、シリコン
板２６上に順次、ＳｉＯ2からなる絶縁薄膜２７、単結
晶のＳｉ層２８が予め形成されたものである。
（Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ＯｎＩｎｓｕｌａｔｏ
ｒ）基板２５を準備する。ＳＯＩ基板２５は、シリコン
板２６上に順次、ＳｉＯ2からなる絶縁薄膜２７、単結
晶のＳｉ層２８が予め形成されたものである。
【００６８】次に、ＳＯＩ基板２５の半導体層２８を実
施例１ないし４で示したものと同様にして、図９（ｂ）
に示すように、チェーン９を形成する。チェーン９は図
１、図２、図４、図５及び図６に示した構成の内いずれ
かの構成を選択する。
施例１ないし４で示したものと同様にして、図９（ｂ）
に示すように、チェーン９を形成する。チェーン９は図
１、図２、図４、図５及び図６に示した構成の内いずれ
かの構成を選択する。
【００６９】次に、図９（ｃ）に示すように、チェーン
９とこの外部の信号読みだし回路（図示せず）とを電気
的に接続するリード１２を形成し、さらに、図９（ｄ）
に示すように、窒化シリコンなどからなる保護膜１３を
成膜した後、シリコン板２６に到達するホール１４を形
成し、ホール１４を介してＫＯＨ（水酸化カリウム）な
どのエッチャントでシリコン板２６をエッチング除去
し、図９（ｅ）に示すように空隙部１５を形成する。
９とこの外部の信号読みだし回路（図示せず）とを電気
的に接続するリード１２を形成し、さらに、図９（ｄ）
に示すように、窒化シリコンなどからなる保護膜１３を
成膜した後、シリコン板２６に到達するホール１４を形
成し、ホール１４を介してＫＯＨ（水酸化カリウム）な
どのエッチャントでシリコン板２６をエッチング除去
し、図９（ｅ）に示すように空隙部１５を形成する。
【００７０】チェーン９を複数個形成する場合、隣合う
チェーン９の空隙部１５が分離して形成されるようにす
るため、図１０に示すように、シリコン板２６のチェー
ン９間の領域をＢを高濃度にドープしたｐ+領域２９と
する。ｐ+領域２９はエッチングによる空隙部１５の形
成において、シリコン板２６が横方法にエッチングされ
るのを抑制するものである。
チェーン９の空隙部１５が分離して形成されるようにす
るため、図１０に示すように、シリコン板２６のチェー
ン９間の領域をＢを高濃度にドープしたｐ+領域２９と
する。ｐ+領域２９はエッチングによる空隙部１５の形
成において、シリコン板２６が横方法にエッチングされ
るのを抑制するものである。
【００７１】本実施例によれば、チェーン９を構成する
半導体層に結晶性のよい単結晶を使用するので、良好な
ショットキー障壁を形成し極めて安定した特性でかつ１
／ｆノイズを大幅に低減した赤外線検出器が得られる。
半導体層に結晶性のよい単結晶を使用するので、良好な
ショットキー障壁を形成し極めて安定した特性でかつ１
／ｆノイズを大幅に低減した赤外線検出器が得られる。
【００７２】実施例６．図１１は本発明の他の実施例を
示す断面図である。図において、３はＳｉＯ2などの絶
縁物からなる絶縁薄膜、１は絶縁薄膜３上に島状に複数
個形成され、多結晶シリコンあるいは非晶質シリコンな
どの半導体材料からなる半導体層、２は半導体層１を直
列に接続し、ＴｉＳｉ、Ｔｉ、ＡｌあるいはＡｌＳｉな
どからなる金属薄膜、４は各半導体層１間及び各金属薄
膜２の接合部５、６以外の部分と半導体層との間を絶縁
する絶縁体でＳｉＯ2などの絶縁物からなる。半導体層
１は、接合部５側の領域がＢなどの不純物を１０19／ｃ
ｍ3以上ドープしたｐ+領域３０、接合部６側の領域がＰ
などの不純物を１０19／ｃｍ3以上ドープしたｎ+領域３
１でｐｎ接合３２が形成されている。
示す断面図である。図において、３はＳｉＯ2などの絶
縁物からなる絶縁薄膜、１は絶縁薄膜３上に島状に複数
個形成され、多結晶シリコンあるいは非晶質シリコンな
どの半導体材料からなる半導体層、２は半導体層１を直
列に接続し、ＴｉＳｉ、Ｔｉ、ＡｌあるいはＡｌＳｉな
どからなる金属薄膜、４は各半導体層１間及び各金属薄
膜２の接合部５、６以外の部分と半導体層との間を絶縁
する絶縁体でＳｉＯ2などの絶縁物からなる。半導体層
１は、接合部５側の領域がＢなどの不純物を１０19／ｃ
ｍ3以上ドープしたｐ+領域３０、接合部６側の領域がＰ
などの不純物を１０19／ｃｍ3以上ドープしたｎ+領域３
１でｐｎ接合３２が形成されている。
【００７３】ｐｎ接合３２は接合が形成されたときの内
部電位が存在する。この内部電位の大きさは、ｐ+領域
３０およびｎ+領域３１それぞれの不純物濃度に依存す
るものの、１ｅＶ程度と大きな値を示し、外部からのバ
イアス電圧によって適当な大きさに低下させることがで
きるものであり、ｐｎ接合３２は実施例１において示し
た接合部界面のショットキー障壁と同様の効果が生じる
電位障壁である。
部電位が存在する。この内部電位の大きさは、ｐ+領域
３０およびｎ+領域３１それぞれの不純物濃度に依存す
るものの、１ｅＶ程度と大きな値を示し、外部からのバ
イアス電圧によって適当な大きさに低下させることがで
きるものであり、ｐｎ接合３２は実施例１において示し
た接合部界面のショットキー障壁と同様の効果が生じる
電位障壁である。
【００７４】ｐｎ接合３２を形成するためには、図３
（ａ）〜（ｅ）に示した工程の後、図１２に示すよう
に、レジスト膜をｎ+領域となる領域に成膜し、ｐ+領域
となる領域にＢなどの不純物をイオン注入してｐ+領域
３０を形成する。さらに、レジスト膜を除去した後、逆
に、レジスト膜をｐ+領域３０に成膜し、ｎ+領域となる
領域にＰなどの不純物をイオン注入してｎ+領域３１を
形成する。レジストを除去した後、図３（ｆ）〜図３
（ｊ）の工程を経て赤外線検出器が製造される。
（ａ）〜（ｅ）に示した工程の後、図１２に示すよう
に、レジスト膜をｎ+領域となる領域に成膜し、ｐ+領域
となる領域にＢなどの不純物をイオン注入してｐ+領域
３０を形成する。さらに、レジスト膜を除去した後、逆
に、レジスト膜をｐ+領域３０に成膜し、ｎ+領域となる
領域にＰなどの不純物をイオン注入してｎ+領域３１を
形成する。レジストを除去した後、図３（ｆ）〜図３
（ｊ）の工程を経て赤外線検出器が製造される。
【００７５】本実施例によれば、電位障壁の高いｐｎ接
合３２を形成した複数個の半導体層を金属薄膜２で直列
に連結する構成とすることによって、適切な抵抗値にな
るように半導体層１の連結数及びバイアス電圧を選ぶと
ともに、最大の電位障壁が得られるように、最適条件に
設定することによって、信号読みだし回路との整合性が
得られるとともに、高感度特性の赤外線検出器が得られ
る。
合３２を形成した複数個の半導体層を金属薄膜２で直列
に連結する構成とすることによって、適切な抵抗値にな
るように半導体層１の連結数及びバイアス電圧を選ぶと
ともに、最大の電位障壁が得られるように、最適条件に
設定することによって、信号読みだし回路との整合性が
得られるとともに、高感度特性の赤外線検出器が得られ
る。
【００７６】半導体層１に高濃度に不純物をドープする
ので半導体層の抵抗を小さくすることができ、半導体層
１の抵抗に起因する１／ｆノイズを極めて小さくするこ
とができる。
ので半導体層の抵抗を小さくすることができ、半導体層
１の抵抗に起因する１／ｆノイズを極めて小さくするこ
とができる。
【００７７】なお、本実施例において、ＳＯＩ基板を用
いてもよく、ＳＯＩ基板を用いることによって結晶性の
よいｐｎ接合を形成することができ、電位障壁の特性が
安定するとともに、１／ｆノイズがさらに小さい赤外線
検出器が得られる。この場合は、図９（ｂ）のチェーン
９形成において、図１２において説明した工程を組み込
むことによって得られる。
いてもよく、ＳＯＩ基板を用いることによって結晶性の
よいｐｎ接合を形成することができ、電位障壁の特性が
安定するとともに、１／ｆノイズがさらに小さい赤外線
検出器が得られる。この場合は、図９（ｂ）のチェーン
９形成において、図１２において説明した工程を組み込
むことによって得られる。
【００７８】また、実施例１〜６は半導体層が多結晶シ
リコンあるいは非晶質シリコンからなる例を示したが、
これに限られるものではなく、半導体ラインで使用さ
れ、電位障壁を形成することができるものであれば、Ｓ
ｉＣあるいはＧｅなど種々の半導体材料を使用できる。
リコンあるいは非晶質シリコンからなる例を示したが、
これに限られるものではなく、半導体ラインで使用さ
れ、電位障壁を形成することができるものであれば、Ｓ
ｉＣあるいはＧｅなど種々の半導体材料を使用できる。
【００７９】
【発明の効果】請求項１に係る発明によれば、適切な抵
抗値になるように金属薄膜の種類、半導体層の連結数Ｎ
及びバイアス電圧ＶBを選ぶとともに、最大のＶb´が得
られるように、最適条件に設定することによって、信号
読みだし回路との整合性を得るとともに、赤外線検出器
の感度を向上することができる。
抗値になるように金属薄膜の種類、半導体層の連結数Ｎ
及びバイアス電圧ＶBを選ぶとともに、最大のＶb´が得
られるように、最適条件に設定することによって、信号
読みだし回路との整合性を得るとともに、赤外線検出器
の感度を向上することができる。
【００８０】請求項２及び５に係る発明によれば、接合
部の面積を増加させることによって、同じＴＣＲでも抵
抗値を小さくでき、また、接合部の面積を増加させるこ
とによって抵抗値を下げ、この抵抗の低下分ショットキ
ー障壁抵抗を上げて、全抵抗は変えずにＴＣＲを大きく
することができるので、信号読みだし回路との整合性を
得るとともに、赤外線検出器の感度を向上することがで
きる。
部の面積を増加させることによって、同じＴＣＲでも抵
抗値を小さくでき、また、接合部の面積を増加させるこ
とによって抵抗値を下げ、この抵抗の低下分ショットキ
ー障壁抵抗を上げて、全抵抗は変えずにＴＣＲを大きく
することができるので、信号読みだし回路との整合性を
得るとともに、赤外線検出器の感度を向上することがで
きる。
【００８１】請求項３に係る発明によれば、半導体層の
厚さ方向及び長さ方向の寸法を適切に選び、界面の面積
を大きくすることによって、ＴＣＲを大きくしてし、か
つ小型にすることができるとともに、構造が簡単になり
製造工程を減少させることができる。
厚さ方向及び長さ方向の寸法を適切に選び、界面の面積
を大きくすることによって、ＴＣＲを大きくしてし、か
つ小型にすることができるとともに、構造が簡単になり
製造工程を減少させることができる。
【００８２】請求項４に係る発明によれば、ｐｎ接合部
はショットキー障壁と同様、電位障壁として作用し、大
きなＴＣＲが得られ、また、ｐ+領域及びｎ+領域は高濃
度に不純物をドープするので、接合部はオーミック接合
になり、また、ｐ+領域及びｎ+領域は低抵抗になるの
で、半導体層の抵抗に起因する１／ｆノイズが低減され
るとともに、信号読みだし回路との整合性が得られ易く
なり、大きなＴＣＲによって高性能の赤外線検出器が得
られる。
はショットキー障壁と同様、電位障壁として作用し、大
きなＴＣＲが得られ、また、ｐ+領域及びｎ+領域は高濃
度に不純物をドープするので、接合部はオーミック接合
になり、また、ｐ+領域及びｎ+領域は低抵抗になるの
で、半導体層の抵抗に起因する１／ｆノイズが低減され
るとともに、信号読みだし回路との整合性が得られ易く
なり、大きなＴＣＲによって高性能の赤外線検出器が得
られる。
【００８３】請求項６に係る発明によれば、半導体層と
してＳＯＩ基板に設けた単結晶からなる結晶性のよい半
導体層を利用することによって、安定したショットキー
障壁あるいはｐｎ接合が得られるので、赤外線検出器の
特性を安定したものとすることができるとともに、１／
ｆノイズをきわめて小さくすることができる。
してＳＯＩ基板に設けた単結晶からなる結晶性のよい半
導体層を利用することによって、安定したショットキー
障壁あるいはｐｎ接合が得られるので、赤外線検出器の
特性を安定したものとすることができるとともに、１／
ｆノイズをきわめて小さくすることができる。
【００８４】請求項７に係る発明によれば、不純物高濃
度領域を形成することによって、半導体層の抵抗を下げ
ることができ、この抵抗の低下分ショットキー障壁抵抗
を上げることができるので、全抵抗は変えずにＴＣＲを
大きくすることができるとともに、半導体層の抵抗に起
因する１／ｆノイズを低減できる。
度領域を形成することによって、半導体層の抵抗を下げ
ることができ、この抵抗の低下分ショットキー障壁抵抗
を上げることができるので、全抵抗は変えずにＴＣＲを
大きくすることができるとともに、半導体層の抵抗に起
因する１／ｆノイズを低減できる。
【００８５】請求項８に係る発明によれば、逆バイアス
接合部は高抵抗になる可能性があるが、逆バイアス接合
部に不純物高濃度領域を形成することによって、半導体
層の抵抗を下げるとともに、逆バイアス接合部をオーミ
ック接合とすることができるので、全抵抗は変えずにＴ
ＣＲを大きくできるとともに、半導体層の抵抗に起因す
る１／ｆノイズを低減することができる。
接合部は高抵抗になる可能性があるが、逆バイアス接合
部に不純物高濃度領域を形成することによって、半導体
層の抵抗を下げるとともに、逆バイアス接合部をオーミ
ック接合とすることができるので、全抵抗は変えずにＴ
ＣＲを大きくできるとともに、半導体層の抵抗に起因す
る１／ｆノイズを低減することができる。
【００８６】請求項９に係る発明によれば、半導体層の
厚さ方向の寸法及び長さ方向の寸法を適切に選び、ショ
ットキー障壁の面積を大きくすることによって、ＴＣＲ
を大きくしてし、かつ小型にすることができるととも
に、構造が簡単になり製造工程を減少させることができ
る。
厚さ方向の寸法及び長さ方向の寸法を適切に選び、ショ
ットキー障壁の面積を大きくすることによって、ＴＣＲ
を大きくしてし、かつ小型にすることができるととも
に、構造が簡単になり製造工程を減少させることができ
る。
【００８７】請求項１０に係る発明によれば、結晶性の
よいＳＯＩ基板を利用することよって、安定したショッ
トキー障壁が得られ、赤外線検出器を安定したものとす
ることができるとともに、複数の半導体層を結晶性のよ
いもので構成できるので１／ｆを低減することができ、
さらに、製造工程を簡略化できる。
よいＳＯＩ基板を利用することよって、安定したショッ
トキー障壁が得られ、赤外線検出器を安定したものとす
ることができるとともに、複数の半導体層を結晶性のよ
いもので構成できるので１／ｆを低減することができ、
さらに、製造工程を簡略化できる。
【００８８】請求項１１に係る発明によれば、複数の半
導体層に不純物を注入し、界面間の半導体層の不純物濃
度を金属薄膜近傍の半導体層の不純物濃度より高くする
ことによって半導体層の抵抗を下げ、この抵抗の低下分
ショットキー障壁抵抗を上げ、ＴＣＲを大きくすること
ができるので、赤外線検出器を高性能にすることができ
る。
導体層に不純物を注入し、界面間の半導体層の不純物濃
度を金属薄膜近傍の半導体層の不純物濃度より高くする
ことによって半導体層の抵抗を下げ、この抵抗の低下分
ショットキー障壁抵抗を上げ、ＴＣＲを大きくすること
ができるので、赤外線検出器を高性能にすることができ
る。
【００８９】請求項１２に係る発明によれば、一方の界
面側領域における複数の半導体層の不純物濃度を、他方
の界面近傍における複数の半導体層の不純物濃度より高
くすることによって、高抵抗になる可能性がある逆バイ
アス接合部をオーミック接合とし、さらに、半導体層の
抵抗を下げることができるので、全抵抗は変えずにＴＣ
Ｒを大きくできるとともに、半導体層の抵抗に起因する
１／ｆノイズを低減することができる。
面側領域における複数の半導体層の不純物濃度を、他方
の界面近傍における複数の半導体層の不純物濃度より高
くすることによって、高抵抗になる可能性がある逆バイ
アス接合部をオーミック接合とし、さらに、半導体層の
抵抗を下げることができるので、全抵抗は変えずにＴＣ
Ｒを大きくできるとともに、半導体層の抵抗に起因する
１／ｆノイズを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の特徴部分の一実施例を示す図であ
る。
る。
【図２】 本発明の他の実施例を示す図である。
【図３】 本発明の一実施例になる製造方法を示す断面
図である。
図である。
【図４】 本発明の特徴部分の他の実施例を示す図であ
る。
る。
【図５】 本発明の特徴部分の他の実施例を示す図であ
る。
る。
【図６】 本発明の特徴部分の他の実施例を示す図であ
る。
る。
【図７】 本発明の他の実施例になる製造方法を示す断
面図である。
面図である。
【図８】 本発明の特徴部分の他の実施例を示す図であ
る。
る。
【図９】 本発明の他の実施例になる製造方法を示す断
面図である。
面図である。
【図１０】 本発明の他の実施例になる製造方法を示す
断面図である。
断面図である。
【図１１】 本発明の特徴部分の他の実施例を示す図で
ある。
ある。
【図１２】 本発明の他の実施例になる製造方法を示す
断面図である。
断面図である。
【図１３】 従来の赤外線検出器の検出素子を示す図で
ある。
ある。
１ 半導体層、２及び１８ 金属薄膜、３及び２７ 絶
縁薄膜、４ 絶縁体、５及び６ 接合部、７ 基板、８
台座、９ チェーン、１０、１９及び２８ 半導体層
膜、１１ コンタクトホール、１２ リード、１３ 保
護膜、１４ ホール、１５ 空隙部、１６、１７及び２
４ 不純物高濃度領域、２０及び２１ 界面（接合
部）、２２ レジスト、２３ 金属イオン、２５ ＳＯ
Ｉ基板、２６シリコン板、２９及び３０ ｐ+領域、３
１ ｎ+領域、３２ ｐｎ接合、３３抵抗体、ＶB バイ
アス電圧、ＲSi 半導体層の抵抗、Ｒsch ショットキ
ー障壁抵抗、Ｒm 金属薄膜の抵抗
縁薄膜、４ 絶縁体、５及び６ 接合部、７ 基板、８
台座、９ チェーン、１０、１９及び２８ 半導体層
膜、１１ コンタクトホール、１２ リード、１３ 保
護膜、１４ ホール、１５ 空隙部、１６、１７及び２
４ 不純物高濃度領域、２０及び２１ 界面（接合
部）、２２ レジスト、２３ 金属イオン、２５ ＳＯ
Ｉ基板、２６シリコン板、２９及び３０ ｐ+領域、３
１ ｎ+領域、３２ ｐｎ接合、３３抵抗体、ＶB バイ
アス電圧、ＲSi 半導体層の抵抗、Ｒsch ショットキ
ー障壁抵抗、Ｒm 金属薄膜の抵抗
Claims (12)
- 【請求項１】 絶縁物からなる絶縁薄膜、この絶縁薄膜
上に形成された複数の半導体層、この半導体層それぞれ
に設けられ、外部バイアス電圧に対して順バイアスの接
合部と逆バイアスの接合部、この接合部を介して上記複
数の半導体層を直列に連結する金属薄膜を備えたことを
特徴とする赤外線検出器。 - 【請求項２】 半導体層が島状に形成され、この半導体
層上面に接合部が設けられたことを特徴とする請求項１
に記載の赤外線検出器。 - 【請求項３】 金属薄膜が複数の半導体層間に埋設され
て接合部を形成したことを特徴とする請求項１に記載の
赤外線検出器。 - 【請求項４】 順バイアスの接合部側及び逆バイアスの
接合部側における半導体層の一方をｐ+領域とし他方を
ｎ+領域とし、上記半導体層にｐｎ接合を形成したこと
を特徴とする請求項１、２または３のいずれかに記載の
赤外線検出器。 - 【請求項５】 接合部がショットキー障壁であることを
特徴とする請求項１、２または３のいずれかに記載の赤
外線検出器。 - 【請求項６】 半導体層がＳＯＩ基板に設けたものであ
ることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載
の赤外線検出器。 - 【請求項７】 接合部間の半導体層の不純物濃度を、接
合部近傍の半導体層の不純物濃度より高くしたことを特
徴とする請求項１、２または３のいずれかに記載の赤外
線検出器。 - 【請求項８】 逆バイアスの接合部側における半導体層
の不純物濃度を、順バイアスの接合部近傍における半導
体層の不純物濃度より高くしたことを特徴とする請求項
１、２または３のいずれかに記載の赤外線検出器。 - 【請求項９】 絶縁薄膜上に半導体層を形成する工程、
この半導体層に金属イオンを注入して注入部を金属薄膜
とし、上記半導体層を、複数の半導体層に分割するとと
もにこの複数の半導体層と上記金属薄膜との界面を介し
て直列に連結する工程を備えたことを特徴とする赤外線
検出器の製造方法。 - 【請求項１０】 ＳＯＩ基板上の半導体層に金属イオン
を注入して注入部を金属薄膜とし、上記半導体層を、複
数の半導体層に分割するとともにこの複数の半導体層と
上記金属薄膜との界面を介して直列に連結する工程を備
えたことを特徴とする赤外線検出器の製造方法。 - 【請求項１１】 複数の半導体層に不純物を注入し、界
面間の半導体層の不純物濃度を金属薄膜近傍の半導体層
の不純物濃度より高くすることを特徴とする請求項９ま
たは１０に記載の赤外線検出器の製造方法。 - 【請求項１２】 一方の界面側領域における複数の半導
体層の不純物濃度を、他方の界面近傍における複数の半
導体層の不純物濃度より高くすることを特徴とする請求
項９または１０に記載の赤外線検出器の製造方法。
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