JPS63300559A - 配列型赤外線検知器 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は配列型赤外線検知器の構造に関する。

（従来の技術） 一般に、赤外線検知器においては狭禁制帯幅の半導体を
用いたものが高感度である事が知られている。特に、単
体の検知素子を一次元、あるいは二次元に配列した構成
をとった検知器は赤外線撮像装置に用いる場合、非常に
有効である。

従来の配列型赤外線検知器の構成としては、例えば雑誌
「ニス・ピー・アイ・イー（Ｓ、Ｐ、１．Ｅ）Ｊ（第２
６７巻１９０１年１８頁）に示されている様に、ＣｄＴ
ｅ上にエピタキシャル成長したＨｇ１−ＸＣｄｘＴｅ上
に配列して形成されたｎ＋ｐ接合を検知素子として用い
るものがある。

第２図はこの検知器の構造を示す断面図である０図にお
いて、１は半絶縁性ＣｄＴｅ基板、２はその上にエピタ
キシャル成長したｐ型Ｈｇ１）、　ＢＣｄＯ，２Ｔｅ層
、４は前記ｐ型Ｉ１１．．８ｃ（１０，２Ｔｅ上にイオ
ン注入等の方法によって形成した０４層、５は５ｉ０２
等の表面保護絶縁膜、６は１４層側の電極、７はｐ層側
の電極、８はシリコンのＣＣＤ等の信号処理部、１０は
検知器に入射する赤外光である。図に示した検知器にお
いては、波長が１０μｍ程度の赤外光を検知する事が可
能である。検知素子単体としては、ｎ＋層層下下ｎ＋ｐ
＋合を利用したホトダイオードとなっており、これが配
列された形となっている。この時、ｎ“側電極６は各素
子からとるが、ｐ！電極７はｐ型Ｈｇｏ、　ｇｃｄｇ、
　２Ｔｅ　２中の一ケ所からとっている。また、これら
の電極はシリコンＣＣＤチップ８に接続され、各検知素
子からの出力がＣＣＤ等の信号処理部によって読み出し
易い形になってから読み出される事になる。

（発明が解決しようとする問題点） 上述した従来の配列型赤外線検知器の欠点としては、各
検知素子間の暗抵抗が均一でないという事がある。この
様な構成においては、各素子の暗抵抗はｐ側電極７と各
ｎ＋側電極６間の抵抗である。これは電極の抵抗を無視
すれば本来の検知素子単体の抵抗、すなわちｎ　＋ｐ接
合の抵抗とｐ側電極７からｎ　＋　ｐ接合までの間のｐ
型ＨＣｏ、　ａｃｄｏ、　２Ｔｅ層２による抵抗の和と
なる事は明らかである。前者は理想的な場合には各素子
間で均一であるが、後者は各素子とｐ（！ｌ電極７の距
離に比例して大きくなる。ｎ＋ｐ＋合の抵抗が充分に大
きければ後者は無視できるが例えばセミコンダクターズ
　アンドセミメタルズ第１８巻（５ｅｒｎｉｃｏｎｄｕ
ｃｔｏｒｓ　ａｎｄ　Ｓｅｍｉ−ｍｅｔａｌｓ　ｖｏｌ
、１０（１９８１）Ａｃａｄｅｍｉｃ　Ｐｒｅｓｓ）で
述べられている様に、狭禁制帯幅である１１ｇｇ、　ｇ
ｃｄｇ、　２Ｔｅの様な材料ではｎ＋ｐ＋合の抵抗を大
きくする事は不可能であり、例えば直径１００μｍ程度
のｎ＋ｐ＋合の場合、その抵抗は数にΩ程度となる場合
もある。

一方、ｐ型Ｈｇｏ、　ｇｃｄｇ、　２Ｔｅ層２による抵
抗はｐ側電極７の形状にもよるが、ｐ＠電極７とｎが接
合の距離が２Ｃ１１程度になるとやはり数にΩとなる。

従って、全体の大きさが２Ｃ１１程度の配列型赤外線検
知器ではこれによる各素子の暗抵抗の不均一性は無視で
きない、これにより、各検知素子からの出力信号処理は
複雑なものとなる。

上記の欠点を解消する為にはｐ側電極７を配列内のでき
るだけ多くの部分からとる必要がある。

しかし、例えば二次元の配列型赤外線検知器を考えた場
合、配列の間からｐ側電極７をとると構造はかなり複雑
化するのでｐ側電極７は二次元配列の端からとる事が好
ましい、従って、二次元の配列型検知器の場合は特にこ
の欠点は問題になる。

本発明の目的は、配線の複雑化を招く事無しに暗抵抗の
均一な配列型赤外線検知器を提供する事にある。

（問題点を解決するための手段） その問題点を解決する為に、本発明の配列型赤外線検知
器においては、基板上に狭禁制帯幅であり、高いキャリ
ア濃度を持つ第一の半導体層、これと同じ物質であり、
同じ導電型を持ち、前記第一の半導体層よりキャリア濃
度の低い第二の半導体層が順次形成され、前記第二の半
導体層には赤外線検知部となるホトダイオードが配列し
て形成され、各ホトダイオードにおいて、これを動作さ
せる為の二個の電極のうち一方が前記各ホトダイオード
から個々にとり出され、他方が配列内の全ホトダイオー
ドについて共通に前記第一の半導体層よりとり出されて
いるという特徴を有する。

（作用） 本発明の構成は、基板と赤外線検知部を製造すべき狭禁
制帯幅の半導体層との間に高濃度にドープされた同一の
半導体層を介し、検知部となるホトダイオードの共通電
極をこの高濃度にドープされた半導体層よりとり出すも
のである。この層の電気抵抗は検知部を製造した半導体
層と比べて非常に小さい為に大面積の配列型検知器にお
いても共通電極から各検知素子までの抵抗を減少させ、
結局各検知素子の暗抵抗は均一なものとなる。

（実施例） 次に、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明の一実施例を示す断面図である。同図に
おいて、ｌはＣｄＴｅ基板、２はその上にエピタキシャ
ル成長したｐ＋型、すなわちアクセプタ濃度の高いｐ型
１１Ｋｏ、　、ｃａ、、　ｚＴｅ層、３は更にその上に
成長したｐ型１１１ｃｏ、　ＢＣｄ６．　ｚＴｅ層、４
は前記ｐ型１１ｇｏ０ｇＣｄｇ、　ｚＴｅＴｅ上にイオ
ン注入等の方法によって形成したｎ＋層、５は５ｉ０２
等の表面保護絶縁膜、６はｎ＋＋側の電極、７は２層側
の電極、８はシリコンのＣＯＤ等の信号処理部、１０は
検知器に入射する赤外光である。検知素子単体としては
第２図と全く同様に、ｎ＋層４下の　４層接合を利用し
たホトダイオードとなっており、これが配列された形と
なっている。この時、ｎ＋側電極６は各素子からとって
いるが、Ｐ側電極７はｐ型ｌ１ｉｏ、　８ｃｄ、、　ｚ
Ｔｅ層２を一部除去してその下の２４層３からとってい
る。

−ｍに、得られるホトダイオードの単体の感度等の特性
を良好にする為に、ｐ型１１ｇ□、　ｇＣｄｏ、　２Ｔ
ｅ層２のアクセプタ濃度は１０１６Ｃ１ｌ−’程度とさ
れる。これに対して２４層３のアクセプタ濃度を１０”
Ｃ１１−’以上にした場合、２４層３の抵抗率は９層２
の１７１０以下にする事が可能であった。従って、２４
層３を通して各ホトダイオードのｐ側電極を共通にとれ
ば、ｐ１ｍ電極７と各ホトダイオードまでの抵抗は第２
図の場合と比べて極めて小さくする事ができた。従って
、配列内の各検知素子単体の暗抵抗は正味のｎ＋ｐ接合
の抵抗に近づく為、暗抵抗は均一なものとなった。

更に、本発明の他の効果として、各検知素子の暗抵抗の
増大がある。この構成では各検知素子は単純なｎ＋ｐ接
合のホトダイオードではなく、ｎ”ｐｐ＋接合となって
いる。この場合には例えばセミコンダクターズ　アンド
　セミメタルズ第１８巻（Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ
ｓ　ａｎｄ　５ｅｒｎｉｒｎｅｔａｌｓ　ｖｏｌ、１Ｂ
　（１９８１）Ａｃａｄｅｍｉｃ　Ｐｒｅｓｓ）で述べ
られている様に、暗電流の一成分となっている拡散電流
が減少する。従って、暗電流の大部分が拡散電流による
ものである時には各ホトダイオードの暗電流は減少し、
暗抵抗は増大する。この様に検知素子単体の暗抵抗が増
大するので、ｐ側電極７から各検知素子までの抵抗の寄
与は更に小さくなり、暗抵抗の均一性は更に向上する。

（発明の効果） 以上説明した様に本発明は、配列型赤外線検知器におい
て、配列された各ホトダイオードからその共通電極まで
の抵抗を減少させる事により、その暗抵抗の均一性を向
上する事を可能にするものである。従って、出力信号処
理の容易な配列型赤外線検知器を得る事ができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例である配列型赤外線検知器の
断面図であり、第２図は従来の構造の配列型赤外線検知
器の一例の断面図である。 図において、１はＣｄＴｅ基板、２はｐ型Ｉ１ｇ□、　
ｇｃｄｇ、　２Ｔｅ層、３はｐ＋型Ｈｇｏ、　ＢＣｄ６
．２Ｔｅ層、４は　４層、５は絶縁膜、６はｎ＋側電極
、７はｐ側電極、８はシリコンＣＣＤチッマ　　　　　
　リ 工

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 配列型赤外線検知器において、基板上に狭禁制帯幅であ
   り、高いキャリア濃度を持つ第一の半導体層、これと同
   じ物質であり、同じ導電型を持ち、前記第一の半導体層
   よりキャリア濃度の低い第二の半導体層が順次形成され
   、前記第二の半導体層には赤外線検知部となるホトダイ
   オードが配列して形成され、各ホトダイオードにおいて
   、これを動作させる為の二個の電極のうち一方が前記各
   ホトダイオードから個々にとり出され、他方が配列内の
   全ホトダイオードについて共通に前記第一の半導体層よ
   りとり出されている事を特徴とする配列型赤外線検知器
   。