JP6828250B2 - 光検出器及び光検出器の製造方法 - Google Patents
光検出器及び光検出器の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6828250B2 JP6828250B2 JP2016041477A JP2016041477A JP6828250B2 JP 6828250 B2 JP6828250 B2 JP 6828250B2 JP 2016041477 A JP2016041477 A JP 2016041477A JP 2016041477 A JP2016041477 A JP 2016041477A JP 6828250 B2 JP6828250 B2 JP 6828250B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- layer
- photodetector
- separation groove
- active layer
- 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.)
- Active
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 26
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 89
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 54
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 50
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 46
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 claims description 29
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 28
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 27
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 24
- 229910005542 GaSb Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 229910017115 AlSb Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910004613 CdTe Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910004262 HgTe Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910000673 Indium arsenide Inorganic materials 0.000 claims description 8
- RPQDHPTXJYYUPQ-UHFFFAOYSA-N indium arsenide Chemical compound [In]#[As] RPQDHPTXJYYUPQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000002096 quantum dot Substances 0.000 claims description 8
- WPYVAWXEWQSOGY-UHFFFAOYSA-N indium antimonide Chemical compound [Sb]#[In] WPYVAWXEWQSOGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000010408 film Substances 0.000 description 51
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 45
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 17
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 13
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 13
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 12
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 11
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 10
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 6
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 6
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 6
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 5
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 4
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 description 4
- 229910000980 Aluminium gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000661 Mercury cadmium telluride Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000231 atomic layer deposition Methods 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 2
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- -1 CeTe Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000530 Gallium indium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010953 base metal Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Light Receiving Elements (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
Description
ところで、冷却型の赤外線検出器は、冷却時における結露防止のために、密閉された真空冷却容器内に設置されている。尚、真空冷却容器における冷却温度は、例えば、液体窒素温度(77K)である。
次に、第1の実施の形態における光検出器について説明する。尚、本願においては、可視光、赤外線(赤外光)及び紫外線(紫外光)のうちのいずれかを含むものを光と記載する場合がある。
次に、本実施の形態における光検出器の製造方法について、図8〜図10に基づき説明する。
(光検出器)
次に、第2の実施の形態における光検出器について説明する。本実施の形態における赤外線検出器は、図12に示すように、接地電位接続部33を形成することなく、容量電極層22に直接、接地電極に接続される配線を接続した構造のものである。
次に、本実施の形態における光検出器の製造方法について、図13〜図15に基づき説明する。
(光検出器)
次に、第3の実施の形態における光検出器について説明する。
次に、本実施の形態における光検出器の製造方法について、図20〜図22に基づき説明する。
(付記1)
光を検出する光検出器において、
半導体材料により形成された第1電極と、
前記第1電極の上に半導体材料により形成された誘電体と、
前記誘電体の上に半導体材料により形成された第2電極と、
前記第2電極の上に半導体材料により形成された活性層と、
前記活性層の上に半導体材料により形成された第3電極と、
を有し、
前記第1電極、前記第2電極、前記第3電極には、不純物元素がドープされており、
前記第1電極、前記誘電体、前記第2電極によりキャパシタが形成されることを特徴とする光検出器。
(付記2)
光を検出する複数の画素を有しており、
複数の前記画素は、画素分離溝により分離されていることを特徴とする付記1に記載の光検出器。
(付記3)
前記第1電極、前記誘電体、前記第2電極及び前記第3電極は、GaAs、AlAs、InAs、GaP、AlP、InP、GaSb、AlSb、InSb、CdTe、HgTeのうちのいずれかを含む材料により形成されていることを特徴とする付記1または2に記載の光検出器。
(付記4)
前記活性層は、量子井戸構造または量子ドット構造により形成されていることを特徴とする付記1から3のいずれかに記載の光検出器。
(付記5)
前記活性層は、GaAs、AlAs、InAs、GaP、AlP、InP、GaSb、AlSb、InSb、CdTe、HgTeのうちのいずれかを含む材料の超格子構造により形成されていることを特徴とする付記1から3のいずれかに記載の光検出器。
(付記6)
前記第3電極の上には、バンプ接合部が形成されており、
前記光検出器は、前記バンプ接合部において信号処理回路素子と接合されるものであって、
前記第1電極の側から入射した光を検出するものであることを特徴とする付記1から5のいずれかに記載の光検出器。
(付記7)
第1の分離溝により分離された前記第3電極及び前記活性層により形成されるバイアス接続部と、
前記第1の分離溝の底面における前記第2電極と前記バイアス接続部の上に形成されたバンプ接合部とを接続する第1の配線層と、
を有することを特徴とする付記6に記載の光検出器。
(付記8)
第2の分離溝により分離された前記第3電極、前記活性層、前記第2電極及び前記誘電体により形成される接地電位接続部と、
前記第2の分離溝の底面における前記第1電極と前記接地電位接続部の上に形成されたバンプ接合部とを接続する第2の配線層と、
を有することを特徴とする付記7に記載の光検出器。
(付記9)
前記第1電極は接地されていることを特徴とする付記1から7のいずれかに記載の光検出器。
(付記10)
前記第1電極は、不純物のドープされた半導体基板の上に形成されており、
前記第1電極は、接地されている前記半導体基板を介して、接地されることを特徴とする付記7に記載の光検出器。
(付記11)
前記光は赤外線であって、
前記光検出器は赤外線検出器であることを特徴とする付記1から10のいずれかに記載の光検出器。
(付記12)
光を検出する光検出器の製造方法において、
基板の上に、半導体材料により第1電極、誘電体、第2電極、活性層、第3電極を順に積層して形成する工程と、
前記活性層及び前記第3電極に画素分離溝を形成する工程と、
を有し、
前記第1電極、前記第2電極、前記第3電極には、不純物元素がドープされており、
前記第1電極、前記誘電体、前記第2電極によりキャパシタが形成されることを特徴とする光検出器の製造方法。
10a 一方の面
10b 他方の面
20 半導体基板
21 バッファ層
22 容量電極層
23 容量形成層
24 下部コンタクト層
25 活性層
26 上部コンタクト層
30 画素
31 画素分離溝
32 バイアス接続部
33 接地電位接続部
34 第1の分離溝
35 第2の分離溝
40 絶縁膜
41 配線層
42 配線層
70 信号処理回路素子
80 バンプ接合部
110 赤外線検出素子
120 バイパスコンデンサ
132 トランジスタ
140 蓄積コンデンサ
Claims (11)
- 光を検出する光検出器において、
半導体材料により形成された、不純物元素がドープされた第1電極と、
前記第1電極の上に半導体材料により形成された誘電体と、
前記誘電体の上に半導体材料により形成された、不純物元素がドープされた第2電極と、
前記第2電極の上に半導体材料により形成された活性層と、
前記活性層の上に形成された第3電極と、
を有し、
基板の上に第1電極が形成されており、
前記誘電体は前記基板と同じ材料により形成されており、
前記第1電極は前記基板と反対側に設けられた分離溝を介して接地電位に接続されていることを特徴とする光検出器。 - 光を検出する複数の画素を有しており、
複数の前記画素は、画素分離溝により分離されていることを特徴とする請求項1に記載の光検出器。 - 前記第1電極、前記誘電体、前記第2電極及び前記第3電極は、GaAs、AlAs、InAs、GaP、AlP、InP、GaSb、AlSb、InSb、CdTe、HgTeのうちのいずれかを含む材料により形成されていることを特徴とする請求項1または2に記載の光検出器。
- 前記活性層は、量子井戸構造または量子ドット構造により形成されていることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の光検出器。
- 前記活性層は、GaAs、AlAs、InAs、GaP、AlP、InP、GaSb、AlSb、InSb、CdTe、HgTeのうちのいずれかを含む材料の超格子構造により形成されていることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の光検出器。
- 前記第3電極の上には、バンプ接合部が形成されており、
前記光検出器は、前記バンプ接合部において信号処理回路素子と接合されるものであって、
前記第1電極の側から入射した光を検出するものであることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の光検出器。 - 第1の分離溝により分離された前記第3電極及び前記活性層により形成されるバイアス接続部と、
前記第1の分離溝の底面における前記第2電極と前記バイアス接続部の上に形成されたバンプ接合部とを接続する第1の配線層と、
を有することを特徴とする請求項6に記載の光検出器。 - 第2の分離溝により分離された前記第3電極、前記活性層、前記第2電極及び前記誘電体により形成される接地電位接続部と、
前記第2の分離溝の底面における前記第1電極と前記接地電位接続部の上に形成されたバンプ接合部とを接続する第2の配線層と、
を有することを特徴とする請求項7に記載の光検出器。 - 前記第1電極、前記誘電体、前記第2電極、前記活性層、及び、前記第3電極は、エピタキシャル成長により形成されていることを特徴とする請求項1から8のいずれかに記載の光検出器。
- 光を検出する光検出器の製造方法において、
基板の上に、半導体材料により第1電極、誘電体、第2電極、活性層、第3電極を順に積層して形成する工程と、
前記活性層及び前記第3電極に画素分離溝を形成する工程と、
前記第3電極から前記第1電極に達する分離溝を形成する工程と、
を有し、
前記基板の上に第1電極が形成されており、
前記誘電体は前記基板と同じ材料により形成されており、
前記第1電極、前記第2電極、前記第3電極には、不純物元素がドープされており、
前記第1電極、前記誘電体、前記第2電極によりキャパシタが形成され、
前記第1電極を、前記分離溝を介して接地電位に接続することを特徴とする光検出器の製造方法。 - 前記第1電極、前記誘電体、前記第2電極、前記活性層、及び、前記第3電極は、エピタキシャル成長により形成されていることを特徴とする請求項10に記載の光検出器の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016041477A JP6828250B2 (ja) | 2016-03-03 | 2016-03-03 | 光検出器及び光検出器の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016041477A JP6828250B2 (ja) | 2016-03-03 | 2016-03-03 | 光検出器及び光検出器の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017157755A JP2017157755A (ja) | 2017-09-07 |
JP6828250B2 true JP6828250B2 (ja) | 2021-02-10 |
Family
ID=59810149
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016041477A Active JP6828250B2 (ja) | 2016-03-03 | 2016-03-03 | 光検出器及び光検出器の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6828250B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108417661B (zh) * | 2018-04-18 | 2023-09-12 | 中国科学院上海技术物理研究所 | 一种基于带间级联结构的长波超晶格红外探测器 |
JP7443890B2 (ja) * | 2020-03-31 | 2024-03-06 | 住友電気工業株式会社 | 光検出装置 |
WO2022003959A1 (ja) * | 2020-07-03 | 2022-01-06 | 三菱電機株式会社 | 赤外線センサおよび赤外線センサの製造方法 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4330210B2 (ja) * | 1999-07-30 | 2009-09-16 | 富士通株式会社 | 光半導体装置及びその製造方法 |
JP3786866B2 (ja) * | 2001-11-30 | 2006-06-14 | 日本放送協会 | 固体撮像素子 |
JP4034153B2 (ja) * | 2002-09-20 | 2008-01-16 | ユーディナデバイス株式会社 | 半導体受光装置 |
US6906326B2 (en) * | 2003-07-25 | 2005-06-14 | Bae Systems Information And Elecronic Systems Integration Inc. | Quantum dot infrared photodetector focal plane array |
JP2006019837A (ja) * | 2004-06-30 | 2006-01-19 | Sanyo Electric Co Ltd | 回路モジュール |
JP2012069801A (ja) * | 2010-09-24 | 2012-04-05 | Fujitsu Ltd | 量子井戸型光検知器及びその製造方法 |
JP6003283B2 (ja) * | 2012-06-21 | 2016-10-05 | 富士通株式会社 | 赤外線検知素子の製造方法、および赤外線検知素子 |
-
2016
- 2016-03-03 JP JP2016041477A patent/JP6828250B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2017157755A (ja) | 2017-09-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN106252368B (zh) | 图像传感器及其制造方法和包括图像传感器的光电*** | |
JP4963120B2 (ja) | 光電界効果トランジスタ,及びそれを用いた集積型フォトディテクタ | |
US6355939B1 (en) | Multi-band infrared photodetector | |
JP2721146B2 (ja) | 共通の中間層金属コンタクトを有する2色赤外線同時検出器 | |
US6642537B1 (en) | Dual band QWIP focal plane array | |
US5731621A (en) | Three band and four band multispectral structures having two simultaneous signal outputs | |
US6734452B2 (en) | Infrared radiation-detecting device | |
JP5630213B2 (ja) | 光検出素子 | |
JP5027960B2 (ja) | 光学空洞改善赤外光検出器 | |
US7825379B2 (en) | Thermal-type infrared image sensing device and method of producing the same | |
EP1723399A2 (en) | Qwip with tunable spectral response | |
JP6828250B2 (ja) | 光検出器及び光検出器の製造方法 | |
US6054718A (en) | Quantum well infrared photocathode having negative electron affinity surface | |
JP2012129247A (ja) | 赤外線撮像装置 | |
US4553152A (en) | Monolithic infrared ray charge transfer element | |
US11852536B2 (en) | Multispectral photodetector array | |
JP2013026285A (ja) | 赤外線検知器及び赤外線検知器の製造方法 | |
JP6299238B2 (ja) | イメージセンサ | |
US5536948A (en) | Infrared detector element substrate with superlattice layers | |
JP5724309B2 (ja) | 赤外線イメージセンサ及び赤外線撮像装置 | |
US10749054B2 (en) | Photodetector with helmholtz resonator | |
US6921897B1 (en) | Circuit and method for varying the integration time of moving charges from a photodetector | |
US20220165762A1 (en) | Pixel with buried optical isolation | |
JP2017126666A (ja) | イメージセンサ及び撮像装置 | |
JP2021100023A (ja) | 光検出装置、及びこれを用いた撮像装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20181112 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20191127 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20191217 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200207 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200609 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200702 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20201222 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20210104 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6828250 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |