JPH03104166A - 光検知器 - Google Patents
光検知器Info
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- JPH03104166A JPH03104166A JP1241538A JP24153889A JPH03104166A JP H03104166 A JPH03104166 A JP H03104166A JP 1241538 A JP1241538 A JP 1241538A JP 24153889 A JP24153889 A JP 24153889A JP H03104166 A JPH03104166 A JP H03104166A
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Landscapes
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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〕
本発明は光検知器に係り、特に多素子型の赤外線検知器
に関する。
に関する。
近年、光検知器は高解像度化の要求に伴い、受光部の多
素子化(多画素化)が益々要求されるようになってきた
。このため、受光素子は数10ミクロンから数ミクロン
の微小間隔で配列されているが、相隣る受光素子間の距
離が短いため、隣接する受光素子への入射光やそれ以外
からの光(反射光など〉も検知してしまう問題が発生し
、これを解決する必要がある。
素子化(多画素化)が益々要求されるようになってきた
。このため、受光素子は数10ミクロンから数ミクロン
の微小間隔で配列されているが、相隣る受光素子間の距
離が短いため、隣接する受光素子への入射光やそれ以外
からの光(反射光など〉も検知してしまう問題が発生し
、これを解決する必要がある。
(従来の技術)
第7図は従来の光検知器の一例の構成図を示す。
同図中、半導体基板1上に受光素子材料の半導体層が形
成された後、エッチング等により素子分離を行ない、各
画素を構成する多数の受光素子2が形成されている。受
光素子2の各々はp形半導体2pとn形半導体2nとの
pn接合構造とされている。
成された後、エッチング等により素子分離を行ない、各
画素を構成する多数の受光素子2が形成されている。受
光素子2の各々はp形半導体2pとn形半導体2nとの
pn接合構造とされている。
かかる構成により、受光素子2は図中、上から下方向へ
入射する入射光を光電変換して出力する。
入射する入射光を光電変換して出力する。
第8図は従来の光検知器の他の例の構成図を示す。同図
中、4pはp型の半導体基板で、その表面に所定間隔で
n型半導体4nが形成されてpn接合構造の受光素子4
が形成ざれる。このようにして、第7図よりも簡単な製
造工程で、多数の受光素子4が半導体基板4pで分離さ
れた光検知器が製造される。
中、4pはp型の半導体基板で、その表面に所定間隔で
n型半導体4nが形成されてpn接合構造の受光素子4
が形成ざれる。このようにして、第7図よりも簡単な製
造工程で、多数の受光素子4が半導体基板4pで分離さ
れた光検知器が製造される。
この光検知器は図中、上から下方向へ入射する赤外光を
受光素子4で受光し、光電変換した信号を出力する。
受光素子4で受光し、光電変換した信号を出力する。
第9図は従来の光検知器の更に他の例の構成図を示す。
同図中、第8図と同一構成部分には同一符号を付し、そ
の説明を省略する。第9図に示す光検知器は別の基板(
例えばサファイア基板〉5上に第8図に示した光検知器
を形成した構成である。これにより、半導体基板4pを
薄くすることができ、深さ方向のキャリアの拡散が抑制
される。
の説明を省略する。第9図に示す光検知器は別の基板(
例えばサファイア基板〉5上に第8図に示した光検知器
を形成した構成である。これにより、半導体基板4pを
薄くすることができ、深さ方向のキャリアの拡散が抑制
される。
しかるに、第7図に示した従来の光検知器は受光素子2
の受光而前方から直進して入射する本来の入射光以外に
も、同図工に示す如く斜めの向きの入射光や■で示す如
くエッチングで露出した半導体基板1への入射光による
反射光も受光してしまうため、解像度が低下してしまう
という問題がある。
の受光而前方から直進して入射する本来の入射光以外に
も、同図工に示す如く斜めの向きの入射光や■で示す如
くエッチングで露出した半導体基板1への入射光による
反射光も受光してしまうため、解像度が低下してしまう
という問題がある。
また、第8図や第9図に示した従来の光検知器は、隣接
する2つの受光素子4の間に入射した入用赤外線が半導
体基板4p内で拡散し、隣接する2つの受光素子4で夫
々受光されてしまい、クロストークが発生してしまう。
する2つの受光素子4の間に入射した入用赤外線が半導
体基板4p内で拡散し、隣接する2つの受光素子4で夫
々受光されてしまい、クロストークが発生してしまう。
このため、従来の光検知器では、解像度が低下してしま
い、また第9図に示した光検知器では基板5と成長させ
る半導体基板4pとのミスマッチにより成長後の半導体
基板4pの機械的強度の低下,欠陥の発生から大規模化
でぎないという問題がある。
い、また第9図に示した光検知器では基板5と成長させ
る半導体基板4pとのミスマッチにより成長後の半導体
基板4pの機械的強度の低下,欠陥の発生から大規模化
でぎないという問題がある。
本発明は以上の点に鑑みてなされたもので、受光素子の
受光面前方からの入射光のみを検知し得る光検知器を提
供することを目的とする。
受光面前方からの入射光のみを検知し得る光検知器を提
供することを目的とする。
第1図(A).(B)は夫々第1発明の原即構成を示す
縦断面図及び平面図である。同図(A>中、11は基板
で、この基板11上に同図(A〉,(8)に12aで示
す如き穴が設けられた半導体層12が形成されている。
縦断面図及び平面図である。同図(A>中、11は基板
で、この基板11上に同図(A〉,(8)に12aで示
す如き穴が設けられた半導体層12が形成されている。
そして、この半導体層12の穴12aの中に受光素子1
3が形成される。
3が形成される。
第2図は第2発明の原理構成図を示す。同図中、第1図
(A).(B)と同一構成部分には同一符号を付し、そ
の説明を省略する。第2図において、14は光吸収膜で
、半導体層12の表面に形成されている。従って、受光
素子13は光吸収膜14と基板11とで囲まれた穴12
aの領域に形成される。
(A).(B)と同一構成部分には同一符号を付し、そ
の説明を省略する。第2図において、14は光吸収膜で
、半導体層12の表面に形成されている。従って、受光
素子13は光吸収膜14と基板11とで囲まれた穴12
aの領域に形成される。
第1図(A).(B)において、基板11上に形成され
た多数の受光素子13は、相隣る受光素子間が半導体層
12で分離される。このため、第1図(A)に■で示す
如く受光素子13の前方から入躬した入射光は一つの受
光素子13にのみ人射され、隣接する受光素子13には
半導体層12によって拡敗が阻止され入射しない。従っ
て、2つの受光素子に夫々入射光が入射されることによ
り生じるクロストークの発生が大幅に抑えられる。
た多数の受光素子13は、相隣る受光素子間が半導体層
12で分離される。このため、第1図(A)に■で示す
如く受光素子13の前方から入躬した入射光は一つの受
光素子13にのみ人射され、隣接する受光素子13には
半導体層12によって拡敗が阻止され入射しない。従っ
て、2つの受光素子に夫々入射光が入射されることによ
り生じるクロストークの発生が大幅に抑えられる。
また、穴12aにのみ受光素子13が形成されるため、
大規模化に伴う基板間の歪も緩和できる。
大規模化に伴う基板間の歪も緩和できる。
一方、第2図に示す第2発明においては、受光素子13
の受光面前方から直進して入射する経路以外の経路で入
射する光は光吸収膜14で受光素子13への入射を阻止
される。従って、受光素子13の受光面前方から受光素
子13へ向って直進する入射光だけを受光素子13で受
光することができる。
の受光面前方から直進して入射する経路以外の経路で入
射する光は光吸収膜14で受光素子13への入射を阻止
される。従って、受光素子13の受光面前方から受光素
子13へ向って直進する入射光だけを受光素子13で受
光することができる。
第3図は本発明の第1実施例の構造断面図を示す。本実
施例は第1図に原理構成を示した第1発明の実施例で、
赤外線光検知器である。第3図中、21はサファイア基
板で、前記基板11に相当する。また、22はシリコン
(Si)[2で、前記半導体層12に相当し、穴22a
を所定間隔で有し、サファイア基板21上に形成されて
いる。この穴22aの中に、受光素子23が埋設されて
いる。
施例は第1図に原理構成を示した第1発明の実施例で、
赤外線光検知器である。第3図中、21はサファイア基
板で、前記基板11に相当する。また、22はシリコン
(Si)[2で、前記半導体層12に相当し、穴22a
を所定間隔で有し、サファイア基板21上に形成されて
いる。この穴22aの中に、受光素子23が埋設されて
いる。
受光素子23は前記受光素子13に相当し、p一口a
Cd Te層23aとn + −,口g Cd Te層
23bとのpn接合から構成されている。
Cd Te層23aとn + −,口g Cd Te層
23bとのpn接合から構成されている。
次にこの第1実施例の光検知器の製造方法について第4
図と共に説明する。まず、第4図(A>に示す如くサフ
ァイア基板21上にSi層22をエビタキシャル成長さ
せる。次いで、ドライエッチングにより3i層22のみ
所定間隔毎に例えば平面矩形状の一定面積ずつを除去し
、同図(B)に示す如く穴22aを3i層22に設け、
所定間隔毎にサファイア基板21を露出させる。
図と共に説明する。まず、第4図(A>に示す如くサフ
ァイア基板21上にSi層22をエビタキシャル成長さ
せる。次いで、ドライエッチングにより3i層22のみ
所定間隔毎に例えば平面矩形状の一定面積ずつを除去し
、同図(B)に示す如く穴22aを3i層22に設け、
所定間隔毎にサファイア基板21を露出させる。
続いて、選択的エビタキシャル成長法を適用して露出さ
れているサファイア基板21上であって、Si層22の
存在しない所(すなわち穴22aの中)に、p一目a
Cd Te層23aを成長させる。
れているサファイア基板21上であって、Si層22の
存在しない所(すなわち穴22aの中)に、p一目a
Cd Te層23aを成長させる。
次に、このp一日gCd Te層23a上を平面に研磨
した後、マスクを介して各p一口gCdTe層23aの
略中央部分に夫々ボロン(B)イオンのa1度の打ち込
みを行なった後、イオン注入ざれたBの活性化のための
熱処理を行なうことにより、最終的に第4図(D)に示
す如く、p一口gCd Te層23aの略中央部にこれ
よりも浅い膜厚のn+一口!If Cd Te層23b
が形成される。
した後、マスクを介して各p一口gCdTe層23aの
略中央部分に夫々ボロン(B)イオンのa1度の打ち込
みを行なった後、イオン注入ざれたBの活性化のための
熱処理を行なうことにより、最終的に第4図(D)に示
す如く、p一口gCd Te層23aの略中央部にこれ
よりも浅い膜厚のn+一口!If Cd Te層23b
が形成される。
このようにして、第3図及び第4図(D)に夫々示す如
く、p一口a Cd Te層23aとn+一口gCd
Te層23bとからなる受光素子23がサファイア基板
21上に多数形成され、かつ、相隣る受光素子23がS
i層22で分離された光検知器が製造される。この光検
知器によれば、第3図及び第4図(D)中、上から下方
向へ入射する赤外線を、受光素子23で光電変換して、
検知信号を出力する。このとき、p一日gcd’Te層
23aに入躬した光によるキャリアが拡散してもSi層
22により遮ぎられるため隣接するp−口gCd Te
層23aに人制することはなく、クロストークを防止で
きる。なお、半導体層22は3iの他Cd Te等受光
素子材料に比べバンドギャップの大きな材料が使用可能
である。
く、p一口a Cd Te層23aとn+一口gCd
Te層23bとからなる受光素子23がサファイア基板
21上に多数形成され、かつ、相隣る受光素子23がS
i層22で分離された光検知器が製造される。この光検
知器によれば、第3図及び第4図(D)中、上から下方
向へ入射する赤外線を、受光素子23で光電変換して、
検知信号を出力する。このとき、p一日gcd’Te層
23aに入躬した光によるキャリアが拡散してもSi層
22により遮ぎられるため隣接するp−口gCd Te
層23aに人制することはなく、クロストークを防止で
きる。なお、半導体層22は3iの他Cd Te等受光
素子材料に比べバンドギャップの大きな材料が使用可能
である。
次に、本発明の第2実施例について説明する。
第5図は本発明の第2実施例の構造断面図を示す。
本実施例は第2図に原理構或を示した第2発明の実施例
で、第3図と同一構成部分には同一符号を付し、その説
明を省略する。第5図において、Si層22の表面、す
なわち上面と側面とにS!OzWI!25が形成されて
いる点が第3図に示した第1実施例と異なる。このSi
Ozlli25は前記した光吸収膜14に相当し、赤外
光の通過を阻止する機能を有する。
で、第3図と同一構成部分には同一符号を付し、その説
明を省略する。第5図において、Si層22の表面、す
なわち上面と側面とにS!OzWI!25が形成されて
いる点が第3図に示した第1実施例と異なる。このSi
Ozlli25は前記した光吸収膜14に相当し、赤外
光の通過を阻止する機能を有する。
次に、この第5図に示した第2実施例の光検知器の製造
方法について、第6図(A)〜(E)と共に説明する。
方法について、第6図(A)〜(E)と共に説明する。
第6図(A)〜(E)中、第5図と同一構或部分には同
一符号を付し、その説明を省略する。第6図(A).(
B)は第4図(A).(B)と同−製造工程であり、サ
ファイア基板21上に多数の穴22aが所定間隔で形成
され、所定間隔でサファイア基板21の露出部分ができ
る。
一符号を付し、その説明を省略する。第6図(A).(
B)は第4図(A).(B)と同−製造工程であり、サ
ファイア基板21上に多数の穴22aが所定間隔で形成
され、所定間隔でサファイア基板21の露出部分ができ
る。
本実施例は、次に例えば熱酸化法を適用して酸化を行な
う。すると、第6図(C)に示す如く、Si層22の表
面にのみStOz膜25が形成され、サファイア基板2
1上には何も形成されない。
う。すると、第6図(C)に示す如く、Si層22の表
面にのみStOz膜25が形成され、サファイア基板2
1上には何も形成されない。
続いて、選択的エビタキシャル成長法を適用してサファ
イア基板21が露出している部分上にp形の口g Cd
Te層23aを成長させ、表面を研磨して第6図(D
)に示す如く穴22a内にp一口g Cd Te層23
aを埋設させる。
イア基板21が露出している部分上にp形の口g Cd
Te層23aを成長させ、表面を研磨して第6図(D
)に示す如く穴22a内にp一口g Cd Te層23
aを埋設させる。
しかる後に、第1実施例と同様にI)−HillcdT
e層23aの略中央部に8を高濃度イオン注入して第6
図(E)に示す如くn“一口gCdTe層23bを形成
する。これにより、D−HOCdTe層23aとn+一
口gCd Te層23bのp−n接合フォトダイオード
が穴22a内に形成される。
e層23aの略中央部に8を高濃度イオン注入して第6
図(E)に示す如くn“一口gCdTe層23bを形成
する。これにより、D−HOCdTe層23aとn+一
口gCd Te層23bのp−n接合フォトダイオード
が穴22a内に形成される。
このように、本実施例によれば、第5図及び第6図(E
)に示すように、相隣る受光素子23間に設けられる3
i層22の表面に、SiO2膜25が光吸収膜として設
けられているため、受光素子23の受光面前方から直進
する経路以外の入射経路の入射光はSfOzll425
で遮ぎられるため、解像度劣化を防止することができる
。
)に示すように、相隣る受光素子23間に設けられる3
i層22の表面に、SiO2膜25が光吸収膜として設
けられているため、受光素子23の受光面前方から直進
する経路以外の入射経路の入射光はSfOzll425
で遮ぎられるため、解像度劣化を防止することができる
。
なお、本実施例において、光吸収膜とじてSi 02膜
25を形成したが、Si021ll125の代りに例え
ば窒化シリコン膜(S! 3 Na膜)などを用いるこ
ともできる。また、受光素子はp一n接合型に限らず、
ショットキー型でもよい。
25を形成したが、Si021ll125の代りに例え
ば窒化シリコン膜(S! 3 Na膜)などを用いるこ
ともできる。また、受光素子はp一n接合型に限らず、
ショットキー型でもよい。
上述の如く、第1発明によれば、受光素子間に設けられ
、隔壁となる半導体層によってクロストークを大幅に抑
えることができるため、隣接する受光素子間の間隔をよ
り短くすることができ、高解像度化に寄与することがで
き、また基板間の歪も抑えられるので大規模な構成とす
ることができる。また、第2発明によれば、更に斜め方
向の入射光の受光素子への入射や、基板で反射される反
射光の発生を光吸収膜により阻止できるため、より高解
像度化に寄与するところ大である等の特長を有するもの
である。
、隔壁となる半導体層によってクロストークを大幅に抑
えることができるため、隣接する受光素子間の間隔をよ
り短くすることができ、高解像度化に寄与することがで
き、また基板間の歪も抑えられるので大規模な構成とす
ることができる。また、第2発明によれば、更に斜め方
向の入射光の受光素子への入射や、基板で反射される反
射光の発生を光吸収膜により阻止できるため、より高解
像度化に寄与するところ大である等の特長を有するもの
である。
第1図は第1発明の原理構成図、
第2図は第2発明の原理構成図、
第3図は本発明の第1実施例の構造断面図、第4図は第
3図示の光検知器の各製造.■程での構造断面図、 第5図は本発明の第2実施例の構造断面図、第6図は第
5図の光検知器の各製造工程での構造断面図、 第7図乃至第9図は夫々従来の光検知器の各例を示す構
成図である。 図において、 11は基板、 12は半導体層、 12aは穴、 13は受光素子、 14は光吸収膜 を示す。 第1図 第2図 第3図 第6図 第5図 第8図 第9図
3図示の光検知器の各製造.■程での構造断面図、 第5図は本発明の第2実施例の構造断面図、第6図は第
5図の光検知器の各製造工程での構造断面図、 第7図乃至第9図は夫々従来の光検知器の各例を示す構
成図である。 図において、 11は基板、 12は半導体層、 12aは穴、 13は受光素子、 14は光吸収膜 を示す。 第1図 第2図 第3図 第6図 第5図 第8図 第9図
Claims (2)
- (1)基板(11)上に形成され、所定間隔で開けられ
た穴(12a)を有する半導体層(12)と、 該基板(11)上で、かつ、該半導体層(12)の該穴
(12a)の中に形成された受光素子(13)と、 よりなり、多数の該受光素子(13)のうち相隣る受光
素子間を該半導体層(12)で分離したことを特徴とす
る光検知器。 - (2)前記半導体層(12)の表面に光吸収膜(14)
を形成したことを特徴とする請求項1記載の光検知器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1241538A JPH03104166A (ja) | 1989-09-18 | 1989-09-18 | 光検知器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1241538A JPH03104166A (ja) | 1989-09-18 | 1989-09-18 | 光検知器 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03104166A true JPH03104166A (ja) | 1991-05-01 |
Family
ID=17075845
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1241538A Pending JPH03104166A (ja) | 1989-09-18 | 1989-09-18 | 光検知器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH03104166A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006120805A (ja) * | 2004-10-20 | 2006-05-11 | Sony Corp | 固体撮像素子 |
JP2007052384A (ja) * | 2005-08-15 | 2007-03-01 | Norihiko Omoto | 無料又は低廉な価格で各種商品又はサービスを提供する広告媒体としての施設およびその施設を広告媒体とした新しい広告方法 |
-
1989
- 1989-09-18 JP JP1241538A patent/JPH03104166A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006120805A (ja) * | 2004-10-20 | 2006-05-11 | Sony Corp | 固体撮像素子 |
US8324702B2 (en) | 2004-10-20 | 2012-12-04 | Sony Corporation | Solid-state imaging device |
US8384176B2 (en) | 2004-10-20 | 2013-02-26 | Sony Corporation | Solid-state imaging device |
JP2007052384A (ja) * | 2005-08-15 | 2007-03-01 | Norihiko Omoto | 無料又は低廉な価格で各種商品又はサービスを提供する広告媒体としての施設およびその施設を広告媒体とした新しい広告方法 |
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