JPH039576A - 赤外線検知素子 - Google Patents
赤外線検知素子Info
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- JPH039576A JPH039576A JP1144994A JP14499489A JPH039576A JP H039576 A JPH039576 A JP H039576A JP 1144994 A JP1144994 A JP 1144994A JP 14499489 A JP14499489 A JP 14499489A JP H039576 A JPH039576 A JP H039576A
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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】
〔概 要〕
１１ｇ、、 ＣｄイＴｅＪＩを受光部とした赤外線検知
素子の構造に関し、 コールドアパーチャの位置合わせ精度が良くて、製造方
法を容易にすることを目的とし、基板上に作成した赤外
線受光部となる１層目のＨｆ＋−ｘ Ｃｄ、 Ｔｅ層の
上に、２層目のＣｄＴｅ層および３層目の）Ｉｆ！＋−
ｙ Ｃｄｙ Ｔｅ層（ｙ≦Ｘ）を結晶成長し、前記ｔ１
ｇ＋−ｘ ｃｄＸＴｅ層の受光検知領域に対応した３層
目のＨｇ＋−ｙ Ｃｄｙ Ｔｅ層部分を開口して、残り
のＩ１ｇ＋−ｙ Ｃｄ、 Ｔｅ層部分にアパーチャ機能
をもたせた構造を具備してなることを特徴とする。
素子の構造に関し、 コールドアパーチャの位置合わせ精度が良くて、製造方
法を容易にすることを目的とし、基板上に作成した赤外
線受光部となる１層目のＨｆ＋−ｘ Ｃｄ、 Ｔｅ層の
上に、２層目のＣｄＴｅ層および３層目の）Ｉｆ！＋−
ｙ Ｃｄｙ Ｔｅ層（ｙ≦Ｘ）を結晶成長し、前記ｔ１
ｇ＋−ｘ ｃｄＸＴｅ層の受光検知領域に対応した３層
目のＨｇ＋−ｙ Ｃｄｙ Ｔｅ層部分を開口して、残り
のＩ１ｇ＋−ｙ Ｃｄ、 Ｔｅ層部分にアパーチャ機能
をもたせた構造を具備してなることを特徴とする。
本発明はｌＩｇ＋−ｘ ＣｄＸＴｅ層を受光部とした赤
外線検知素子の構造に関する。
外線検知素子の構造に関する。
測温機能をもった赤外線撮像装置においては、検知素子
とコールドアパーチャの位置合わせの高精度化が要求さ
れており、本発明はその高精度化に関する。
とコールドアパーチャの位置合わせの高精度化が要求さ
れており、本発明はその高精度化に関する。
〔従来の技術］
第４図は従来の赤外線検知素子の断面図を示しており、
記号１はＣｄＴｅ基板、２は赤外線受光部となるｆｆｇ
＋−ｘ ＣｄＸＴｅ層（厚さ２０μｍ）、３は陽極酸化
膜からなるパッシベート膜、４．５は金（Ａｕ）膜（厚
さ１μｍ）からなる電極、６はカーボンを塗布して黒化
したニッケル板（厚さ３００μｍ）からなるアパーチャ
（コールドシールド）で、７はアパーチャの開口部、θ
は赤外線受光部の視野角度である。このような検知素子
は全体が液体窒素（ＬＮｚ 、 ７７Ｋ ）等で冷却し
て動作させている。
記号１はＣｄＴｅ基板、２は赤外線受光部となるｆｆｇ
＋−ｘ ＣｄＸＴｅ層（厚さ２０μｍ）、３は陽極酸化
膜からなるパッシベート膜、４．５は金（Ａｕ）膜（厚
さ１μｍ）からなる電極、６はカーボンを塗布して黒化
したニッケル板（厚さ３００μｍ）からなるアパーチャ
（コールドシールド）で、７はアパーチャの開口部、θ
は赤外線受光部の視野角度である。このような検知素子
は全体が液体窒素（ＬＮｚ 、 ７７Ｋ ）等で冷却し
て動作させている。
周知のように、この赤外線受光部のｌ１ｇ＋−ｘ Ｃｄ
ｘＴｅ１！ｉ２はエネルギーバンドギャップの狭い半導
体で、例えばｘ ＝０．２の組成のものは波長１０μｍ
程度の赤外線によって電子・正孔対が励起されて電気抵
抗が変化する。そのために、波長１０ｕｍの赤外線に対
して高感度な赤外線検知素子となるもので、厚さ約２０
μｍのｌ１ｇ、−、Ｃｄ、 Ｔｅ結晶に電極を形成して
、その間の電気抵抗の変化を検出するものである。
ｘＴｅ１！ｉ２はエネルギーバンドギャップの狭い半導
体で、例えばｘ ＝０．２の組成のものは波長１０μｍ
程度の赤外線によって電子・正孔対が励起されて電気抵
抗が変化する。そのために、波長１０ｕｍの赤外線に対
して高感度な赤外線検知素子となるもので、厚さ約２０
μｍのｌ１ｇ、−、Ｃｄ、 Ｔｅ結晶に電極を形成して
、その間の電気抵抗の変化を検出するものである。
ところで、上記のアパーチャ６は検知素子の視野角度θ
を決定し、且つ、受光部周辺の反射による迷光を防止す
るために設けられているものであるが、このようなアパ
ーチャ６は異質の部材であり、素子端部（図示せず）に
接着して保持させている。
を決定し、且つ、受光部周辺の反射による迷光を防止す
るために設けられているものであるが、このようなアパ
ーチャ６は異質の部材であり、素子端部（図示せず）に
接着して保持させている。
しかし、検知素子が多素子化されてくると、個々の素子
にアパーチャ６の開口部７を一致させることが必要で、
機械的にμｍオーダーで合わせる位置精度とその接着法
が極めて困難であつζ、アパーチャ６の開口部の位置精
度が良くない問題がある。
にアパーチャ６の開口部７を一致させることが必要で、
機械的にμｍオーダーで合わせる位置精度とその接着法
が極めて困難であつζ、アパーチャ６の開口部の位置精
度が良くない問題がある。
本発明はこのような問題点を解消させて、アパーチャの
位置合わせ精度が良くて、製造方法を容易にすることを
目的とした赤外線検知素子を提案するものである。
位置合わせ精度が良くて、製造方法を容易にすることを
目的とした赤外線検知素子を提案するものである。
その課題は、第１図に示すように、基板１上に結晶成長
した赤外線受光部となる１層目のＨｇ＋−ｘＣｄｘＴｅ
ＣｄＴｅ基板層目のＣｄＴｅ層ＩＬおよび３Ｎ目のｔ１
ｇ＋−ｙ Ｃｄ、 Ｔｅ層（ｙ≦ｘ）１２を積層し、前
記Ｈｇ＋−ｘ Ｃｄｘ Ｔｅ層の受光検知領域に対応し
た３層目のＨｇ＋−ｙ Ｃｄｙ Ｔｅ層部分を開口１７
シて、周囲のＨｇ１−、 Ｃｄ、 Ｔｅ層部分にアパー
チャ機能をもたせた構造を具備している赤外線検知素子
によって解決される。尚、４，５は金（Ａｕ）電極を示
している。
した赤外線受光部となる１層目のＨｇ＋−ｘＣｄｘＴｅ
ＣｄＴｅ基板層目のＣｄＴｅ層ＩＬおよび３Ｎ目のｔ１
ｇ＋−ｙ Ｃｄ、 Ｔｅ層（ｙ≦ｘ）１２を積層し、前
記Ｈｇ＋−ｘ Ｃｄｘ Ｔｅ層の受光検知領域に対応し
た３層目のＨｇ＋−ｙ Ｃｄｙ Ｔｅ層部分を開口１７
シて、周囲のＨｇ１−、 Ｃｄ、 Ｔｅ層部分にアパー
チャ機能をもたせた構造を具備している赤外線検知素子
によって解決される。尚、４，５は金（Ａｕ）電極を示
している。
即ち、本発明は赤外線受光部となる１層目のＨｇ１−ｘ
Ｃｄｘ Ｔｅ層２のｙ値が小さくなるほど、長波長の
赤外線を吸収する特性を利用して、従来の異材質なアパ
ーチャに代わり、Ｈｇ＋−ｙ Ｃｄ、 ７６層（ｙ≦ｘ
）１２をアパーチャとして用いるものである。
Ｃｄｘ Ｔｅ層２のｙ値が小さくなるほど、長波長の
赤外線を吸収する特性を利用して、従来の異材質なアパ
ーチャに代わり、Ｈｇ＋−ｙ Ｃｄ、 ７６層（ｙ≦ｘ
）１２をアパーチャとして用いるものである。
そうすれば、半導体材料からなる赤外線検知素子と同時
にアパーチャをパターンニングできて、赤外線受光領域
に対応した開口１７を位置精度良く形成できて、しかも
、接着する必要がなく、製造方法が容易になる。
にアパーチャをパターンニングできて、赤外線受光領域
に対応した開口１７を位置精度良く形成できて、しかも
、接着する必要がなく、製造方法が容易になる。
以下、図面を参照して実施例によって詳細に説明する。
第１図は本発明にかかる赤外線検知素子の断面図で、記
号ｌはＣｄＴｅ基板（厚さ５００μｍ以上）。
号ｌはＣｄＴｅ基板（厚さ５００μｍ以上）。
２は赤外線受光部となるＨｇ＋−ｘ Ｃｄｘ Ｔｅ層（
厚さ２０μｍ）、４．５は金（Ａｕ）電極（厚さ１μｍ
）＋１１は２層目のＣｄＴｅ層（厚さ１００μｍ） 、
１２はアパーチャとなる３層目のＨｇ１−ｙ Ｃｄｙ
Ｔｅ層（ｙ≦Ｘ）（厚さ３０μｍ）を示しており、１７
はアパーチャの開口部、θは赤外線受光部の視野角度で
ある。尚、本構造は２層目のＣｄＴｅ層１１層表１保護
の役目をするために、従来のパッシベート膜は特に設け
る必要はない。
厚さ２０μｍ）、４．５は金（Ａｕ）電極（厚さ１μｍ
）＋１１は２層目のＣｄＴｅ層（厚さ１００μｍ） 、
１２はアパーチャとなる３層目のＨｇ１−ｙ Ｃｄｙ
Ｔｅ層（ｙ≦Ｘ）（厚さ３０μｍ）を示しており、１７
はアパーチャの開口部、θは赤外線受光部の視野角度で
ある。尚、本構造は２層目のＣｄＴｅ層１１層表１保護
の役目をするために、従来のパッシベート膜は特に設け
る必要はない。
かくして、Ｈｇ１−ｙ Ｃｄｙ Ｔｅ層（ｙ≦ｘ）１２
のｙ値をｔ１ｇ＋−ｘ Ｃｄ、 Ｔｅ層２のｙ値と同等
か、または、ｙ値よりも小さく、例えばｘ ＝０．２と
すればｙ＝０゜１５とすると開口１７以外の部分からの
赤外線をｌ１ｇ、−、Ｃｄ、 Ｔｅ層１２が吸収するた
めに、ｆ１ｇ＋−ｙ Ｃｄｙ Ｔｅ層１２をアパーチャ
として機能させることができる。
のｙ値をｔ１ｇ＋−ｘ Ｃｄ、 Ｔｅ層２のｙ値と同等
か、または、ｙ値よりも小さく、例えばｘ ＝０．２と
すればｙ＝０゜１５とすると開口１７以外の部分からの
赤外線をｌ１ｇ、−、Ｃｄ、 Ｔｅ層１２が吸収するた
めに、ｆ１ｇ＋−ｙ Ｃｄｙ Ｔｅ層１２をアパーチャ
として機能させることができる。
第２図はＨｇ＋−ｘ ＣｄＸＴｅ層のｙ値と赤外線吸収
量との関係図を示しており、これよりＩ１ｇ＋−ｙ Ｃ
ｄ、 Ｔｅ層１２がアパーチャとして機能することが明
らかである。
量との関係図を示しており、これよりＩ１ｇ＋−ｙ Ｃ
ｄ、 Ｔｅ層１２がアパーチャとして機能することが明
らかである。
次に、第３図（ａ）〜（ｄ）は本発明にかかる赤外線検
知素子の製造方法の工程順斜視図を示している。
知素子の製造方法の工程順斜視図を示している。
順を追って説明すると、
第３図（ａ）参照；まず、液相エピタキシャル成長法に
よってＣｄＴｅ基板ｌ上にＩＮ目のＩＩｇｌ−ｘ Ｃｄ
、 ＴｅＮ２（例えば、ｘ ＝０．２２）を厚さ約３０
ｇｍに成長させ、この結晶を１１ｇ（水銀）中の２００
°Ｃ前後で熱処理してキャリア濃度をｎ＝１〜５Ｘ１０
”／ｃｄｌに調整する。更に、そのＩＩｇｌ−、ｔｃａ
ＸＴｅ層２を研磨および化学エツチングして厚さ２０μ
ｍに精度良く制御する。
よってＣｄＴｅ基板ｌ上にＩＮ目のＩＩｇｌ−ｘ Ｃｄ
、 ＴｅＮ２（例えば、ｘ ＝０．２２）を厚さ約３０
ｇｍに成長させ、この結晶を１１ｇ（水銀）中の２００
°Ｃ前後で熱処理してキャリア濃度をｎ＝１〜５Ｘ１０
”／ｃｄｌに調整する。更に、そのＩＩｇｌ−、ｔｃａ
ＸＴｅ層２を研磨および化学エツチングして厚さ２０μ
ｍに精度良く制御する。
第３図（ｔ））参照；次いで、フォトプロセスによって
Ｉｌｇ、□Ｃｄｘ Ｔｅ層２をパターンニングした後、
厚さ１μｍの金（Ａｕ）膜４．５を蒸着して金電極を形
成する。前者のＨｇ＋ −ｘ Ｃｄ＋ｃ Ｔｅ層２パタ
ーンはレジストをマスクにしてブロムメタノール液でエ
ツチングして形成され、後者の金電極はマスクパターン
を形成し、金を蒸着した後、マスクパターンをリフトオ
フして形成する。
Ｉｌｇ、□Ｃｄｘ Ｔｅ層２をパターンニングした後、
厚さ１μｍの金（Ａｕ）膜４．５を蒸着して金電極を形
成する。前者のＨｇ＋ −ｘ Ｃｄ＋ｃ Ｔｅ層２パタ
ーンはレジストをマスクにしてブロムメタノール液でエ
ツチングして形成され、後者の金電極はマスクパターン
を形成し、金を蒸着した後、マスクパターンをリフトオ
フして形成する。
第３図（Ｃ）参照；次いで、気相エピタキシャル成長法
によって上面に２層目のＣｄＴｅＮ１１ （厚さ１００
μｍ）を成長し、更に、その上に３層目のＩＩｇｌ−ｙ
Ｃｄ、 Ｔｅ層１２ （例えば、ｙ ＝０．２１）を厚
さ３０．ｃｚｍ程度にに成長させる。なお、これらのＣ
ｄＴｅ層１１とＩＩｇｌ−ｙ Ｃｄｙ Ｔｅ層１２とは
単結晶である必要はなく、多結晶で良い。
によって上面に２層目のＣｄＴｅＮ１１ （厚さ１００
μｍ）を成長し、更に、その上に３層目のＩＩｇｌ−ｙ
Ｃｄ、 Ｔｅ層１２ （例えば、ｙ ＝０．２１）を厚
さ３０．ｃｚｍ程度にに成長させる。なお、これらのＣ
ｄＴｅ層１１とＩＩｇｌ−ｙ Ｃｄｙ Ｔｅ層１２とは
単結晶である必要はなく、多結晶で良い。
第３図（ｄ）参照；次いで、フォトプロセスによって３
層目のＨｇ、−、Ｃｄ、 Ｔｅ層１２の開口部１７（例
えば６５μｍ角の大きさ）を窓あけし、更に、同じくフ
ォトプロセスによって両端のＨｇ＋−ｙ Ｃｄｙ Ｔｅ
層１２およびＣｄＴｅ層１１をエツチング除去して、金
電極に接続するポンディングパッドとなる部分を露出さ
せる。
層目のＨｇ、−、Ｃｄ、 Ｔｅ層１２の開口部１７（例
えば６５μｍ角の大きさ）を窓あけし、更に、同じくフ
ォトプロセスによって両端のＨｇ＋−ｙ Ｃｄｙ Ｔｅ
層１２およびＣｄＴｅ層１１をエツチング除去して、金
電極に接続するポンディングパッドとなる部分を露出さ
せる。
以降は、このような赤外線検知素子を容器に収納してワ
イヤーボンディングして実装する。
イヤーボンディングして実装する。
上記のような赤外線検知素子に構成すれば、受光領域に
対応した開口１７を位置精度良くパターンニングできて
、しかも、接着の必要がなく、製造方法が容易になる。
対応した開口１７を位置精度良くパターンニングできて
、しかも、接着の必要がなく、製造方法が容易になる。
なお、このような赤外線検知素子は視野角度θを同じと
すれば、本発明にかかる構造は開口部１７が受光領域に
近接するために従来の開口部７の大きさとは違って小さ
な開口になる。しかし、この開口部１７はフォトプロセ
スによって開口するために精度良く形成することができ
る。
すれば、本発明にかかる構造は開口部１７が受光領域に
近接するために従来の開口部７の大きさとは違って小さ
な開口になる。しかし、この開口部１７はフォトプロセ
スによって開口するために精度良く形成することができ
る。
また、上記実施例では一次元のセンサを示したが、本発
明を二次元センサに適用することも可能である。
明を二次元センサに適用することも可能である。
以上の説明から明らかなように、本発明にかかる赤外線
検知素子はアパーチャの開口が受光領域に一致して高精
度に形成され、しかも、作成が容易になり、特に多素子
化した赤外線検出装置の高品質化とコストダウンに顕著
に寄与するものである。
検知素子はアパーチャの開口が受光領域に一致して高精
度に形成され、しかも、作成が容易になり、特に多素子
化した赤外線検出装置の高品質化とコストダウンに顕著
に寄与するものである。
第１図は本発明にかかる赤外線検知素子の断面図、第２
図はＩＩｇｌ−ｘ ＣｄＸＴｅ層のＸ値と赤外線吸収量
との関係図、 第３図（ａ）〜（ｄ）は本発明にかかる赤外線検知素子
のの製造方法の工程順斜視図、 第４図は従来の赤外線検知素子の断面図である。
図はＩＩｇｌ−ｘ ＣｄＸＴｅ層のＸ値と赤外線吸収量
との関係図、 第３図（ａ）〜（ｄ）は本発明にかかる赤外線検知素子
のの製造方法の工程順斜視図、 第４図は従来の赤外線検知素子の断面図である。
図において、
１はＣｄＴｅ基板、
３は従来構造のパッシベート膜、
２は赤外線受光部となるＨｇ＋−ｘ Ｃｄ）（Ｔｅ層、
４．５は金（八Ｕ）電極、 ６は従来構造のアパーチャ、 ７は従来のアパーチャの開口部、 １１は２層目のＣｄＴｅＮ。
４．５は金（八Ｕ）電極、 ６は従来構造のアパーチャ、 ７は従来のアパーチャの開口部、 １１は２層目のＣｄＴｅＮ。
１２は３層目のＨｇ＋−ｙ Ｃｄｙ Ｔｅ層（ｙ≦ｘ）
（アパーチャ）、 １７はアパーチャの開口または開口部、θは赤外線受光
部の視野角度
（アパーチャ）、 １７はアパーチャの開口または開口部、θは赤外線受光
部の視野角度
本発明１．工ｌ外線砂知雫）−を面口
第１図
５Ｉ玉
第
図
第
図
Claims (1)
- 基板（１）上に結晶成長した赤外線受光部となる１層目
のＨｇ＿１＿−＿ｘＣｄ＿ｘＴｅ層（２）の上に、２層
目のＣｄＴｅ層（１０および３層目のＨｇ＿１＿−＿ｙ
Ｃｄ＿ｙＴｅ層（ｙ≦ｘ）（１２）を積層し、前記Ｈｇ
＿１＿−＿ｘＣｄ＿ｘＴｅ層（２）の受光検知領域に対
応した３層目のＨｇ＿１＿−＿ｙＣｄ＿ｙＴｅ層部分を
開口（１７）して、周囲のＨｇ＿１＿−＿ｙＣｄ＿ｙＴ
ｅ層（１２）部分にアパーチャ機能をもたせた構造を具
備してなることを特徴とする赤外線検知素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1144994A JPH039576A (ja) | 1989-06-06 | 1989-06-06 | 赤外線検知素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1144994A JPH039576A (ja) | 1989-06-06 | 1989-06-06 | 赤外線検知素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH039576A true JPH039576A (ja) | 1991-01-17 |
Family
ID=15375003
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1144994A Pending JPH039576A (ja) | 1989-06-06 | 1989-06-06 | 赤外線検知素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH039576A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7163192B2 (en) | 2002-06-20 | 2007-01-16 | Kitz Corporation | Actuator for valve |
| JP2011023720A (ja) * | 2009-07-13 | 2011-02-03 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | 光検出要素 |
-
1989
- 1989-06-06 JP JP1144994A patent/JPH039576A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7163192B2 (en) | 2002-06-20 | 2007-01-16 | Kitz Corporation | Actuator for valve |
| JP2011023720A (ja) * | 2009-07-13 | 2011-02-03 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | 光検出要素 |
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