JPH05259427A - 赤外線検知装置およびその製造方法 - Google Patents
赤外線検知装置およびその製造方法Info
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- JPH05259427A JPH05259427A JP4052032A JP5203292A JPH05259427A JP H05259427 A JPH05259427 A JP H05259427A JP 4052032 A JP4052032 A JP 4052032A JP 5203292 A JP5203292 A JP 5203292A JP H05259427 A JPH05259427 A JP H05259427A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 赤外線検知装置およびその製造方法に関し、
受光素子の光吸収効率を高め、また信号処理素子と結合
が容易で温度変動に対して影響を受け難いＢＩＢ型（Bl
ocking Impurity Band型）の赤外線検知装置およびその
製造方法を目的とする。 【構成】 不純物を添加したドープト半導体層上に不純
物を添加しないノンドープ半導体層21を設けて形成され
た半導体基板の所定の位置に、前記ノンドープ半導体層
21よりドープト半導体層に到達する溝９を設け、該溝９
内に不純物濃度の異なる半導体層で形成された第１コン
タクト層３、ブロッキング層２、光吸収層１および第２
コンタクト層４より成る受光素子22を埋設して設けると
ともに、該溝９の底部を貫通する開口部23を設け、前記
受光素子22の第２コンタクト層４と、別個の半導体基板
24に設けた信号処理素子25とを互いにコンタクト電極27
で接続するとともに、前記受光素子22の第１コンタクト
層３と、前記第１の半導体基板のノンドープ半導体層21
上に設けたコンタクト電極28とを接続したことで構成す
る。
受光素子の光吸収効率を高め、また信号処理素子と結合
が容易で温度変動に対して影響を受け難いＢＩＢ型（Bl
ocking Impurity Band型）の赤外線検知装置およびその
製造方法を目的とする。 【構成】 不純物を添加したドープト半導体層上に不純
物を添加しないノンドープ半導体層21を設けて形成され
た半導体基板の所定の位置に、前記ノンドープ半導体層
21よりドープト半導体層に到達する溝９を設け、該溝９
内に不純物濃度の異なる半導体層で形成された第１コン
タクト層３、ブロッキング層２、光吸収層１および第２
コンタクト層４より成る受光素子22を埋設して設けると
ともに、該溝９の底部を貫通する開口部23を設け、前記
受光素子22の第２コンタクト層４と、別個の半導体基板
24に設けた信号処理素子25とを互いにコンタクト電極27
で接続するとともに、前記受光素子22の第１コンタクト
層３と、前記第１の半導体基板のノンドープ半導体層21
上に設けたコンタクト電極28とを接続したことで構成す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は外来型赤外線検知素子に
係り、特にＢＩＢ(Blocked Impurity Band)型赤外線検
知素子（以下ＢＩＢ型赤外線検知素子と称する）に関す
る。
係り、特にＢＩＢ(Blocked Impurity Band)型赤外線検
知素子（以下ＢＩＢ型赤外線検知素子と称する）に関す
る。
【０００２】シリコン(Si)等の半導体基板に砒素(As)を
添加して、不純物添加型のSiを形成し、これを光吸収層
として外来型赤外線検知素子を形成する場合、暗電流が
発生し易いので、この暗電流の流れるのを防止するため
にノンドープのSiをブロッキング層として設けたＢＩＢ
型赤外線検知素子が開発されている。
添加して、不純物添加型のSiを形成し、これを光吸収層
として外来型赤外線検知素子を形成する場合、暗電流が
発生し易いので、この暗電流の流れるのを防止するため
にノンドープのSiをブロッキング層として設けたＢＩＢ
型赤外線検知素子が開発されている。
【０００３】そしてこのＢＩＢ型赤外線検知素子は波長
が20μm 帯の長波長に感度を有するために、天体に於け
る星より発する赤外線を検知するための天体観測用の赤
外線検知素子として用いられている。
が20μm 帯の長波長に感度を有するために、天体に於け
る星より発する赤外線を検知するための天体観測用の赤
外線検知素子として用いられている。
【０００４】
【従来の技術】従来のこのような赤外線検知素子を図5
(a)に示し、その動作状態を図5(b)に示す。
(a)に示し、その動作状態を図5(b)に示す。
【０００５】図5(a)に示すようにAsを5 ×1016/cm3の不
純物濃度で添加し、厚さが20μm のSi層よりなる光吸収
層１上に、ノンドープで厚さが１μm のSi層より成るブ
ロッキング層２が、エピタキシャル成長法等を用いて形
成され、この光吸収層１の底部、およびブロッキング層
２の上部には金等の金属を蒸着して第１コンタクト層
３、および第２コンタクト層４がそれぞれ形成され、外
来型のＢＩＢ型赤外線検知素子が形成されている。
純物濃度で添加し、厚さが20μm のSi層よりなる光吸収
層１上に、ノンドープで厚さが１μm のSi層より成るブ
ロッキング層２が、エピタキシャル成長法等を用いて形
成され、この光吸収層１の底部、およびブロッキング層
２の上部には金等の金属を蒸着して第１コンタクト層
３、および第２コンタクト層４がそれぞれ形成され、外
来型のＢＩＢ型赤外線検知素子が形成されている。
【０００６】図5(b)に示すように、このＢＩＢ型赤外線
検知素子にバイアス電圧を印加すると、添加された不純
物に起因した不純物エネルギーバンド５が曲がり、光入
射に依って光電変換されたキャリア６が励起されて電子
７と成って曲がった不純物エネルギーバンド５上の伝導
帯８上に到達し、この伝導帯８に沿って電子７が流れる
ために、光を検知することができる。また不純物濃度が
高い場合は、不純物エネルギーバンドでのホッピング伝
導により暗電流が発生し、この暗電流を防止するために
ブロッキング層２を設けている。
検知素子にバイアス電圧を印加すると、添加された不純
物に起因した不純物エネルギーバンド５が曲がり、光入
射に依って光電変換されたキャリア６が励起されて電子
７と成って曲がった不純物エネルギーバンド５上の伝導
帯８上に到達し、この伝導帯８に沿って電子７が流れる
ために、光を検知することができる。また不純物濃度が
高い場合は、不純物エネルギーバンドでのホッピング伝
導により暗電流が発生し、この暗電流を防止するために
ブロッキング層２を設けている。
【０００７】このようなＢＩＢ型赤外線検知素子は“NA
SA Technical Memorandum,102209,P117 〜123"の文献に
於いて、ブロッキング層２としてノンドープのゲルマニ
ウム層を用い、光吸収層１としてガリウムをドープした
ゲルマニウム層を用いて形成したことが記載されてい
る。
SA Technical Memorandum,102209,P117 〜123"の文献に
於いて、ブロッキング層２としてノンドープのゲルマニ
ウム層を用い、光吸収層１としてガリウムをドープした
ゲルマニウム層を用いて形成したことが記載されてい
る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところで前記したAsド
ープされた不純物添加型のSi層の光吸収層１は、不純物
原子を添加しないで、そのまま受光素子に使用できる真
性の水銀・カドミウム・テルル( HgCdTe) のような化合
物半導体に比較して一般に光吸収係数が小さく、そのた
め、光電変換効率が悪い。
ープされた不純物添加型のSi層の光吸収層１は、不純物
原子を添加しないで、そのまま受光素子に使用できる真
性の水銀・カドミウム・テルル( HgCdTe) のような化合
物半導体に比較して一般に光吸収係数が小さく、そのた
め、光電変換効率が悪い。
【０００９】そのため、AsドープされたSi層の光吸収層
１の膜厚を厚くして光電変換効率を向上させようとした
が、ＢＩＢ型赤外線検知素子に於いては、光電流を検知
するために伝導帯８を曲げる必要があり、この光吸収層
１の厚さを厚くするとバイアス電圧を上昇しても伝導帯
８を曲げることが困難となる。
１の膜厚を厚くして光電変換効率を向上させようとした
が、ＢＩＢ型赤外線検知素子に於いては、光電流を検知
するために伝導帯８を曲げる必要があり、この光吸収層
１の厚さを厚くするとバイアス電圧を上昇しても伝導帯
８を曲げることが困難となる。
【００１０】また光吸収層１の厚さを厚くすると、キャ
リアの捕獲確率が上昇し、放射線に対する対抗性が低下
し、素子が劣化し易くなる問題がある。本発明は上記し
た問題点を解決し、光吸収層の厚さが見掛け上厚くなる
ように形成して、光吸収層の光電変換効率を大にした赤
外線検知装置の提供を目的とするものである。またこの
ようなＢＩＢ型赤外線検知素子と、該検知素子で得られ
た信号を処理する信号処理素子とが、容易に導電体層で
接続されて一体化される赤外線検知装置の提供を目的と
する。
リアの捕獲確率が上昇し、放射線に対する対抗性が低下
し、素子が劣化し易くなる問題がある。本発明は上記し
た問題点を解決し、光吸収層の厚さが見掛け上厚くなる
ように形成して、光吸収層の光電変換効率を大にした赤
外線検知装置の提供を目的とするものである。またこの
ようなＢＩＢ型赤外線検知素子と、該検知素子で得られ
た信号を処理する信号処理素子とが、容易に導電体層で
接続されて一体化される赤外線検知装置の提供を目的と
する。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の赤外線検知装置
は、不純物を添加したドープト半導体層上に不純物を添
加しないノンドープ半導体層を設けて形成された第１の
半導体基板の所定の位置に、前記ドープト半導体層に到
達する溝を設け、該溝内に不純物濃度の異なる半導体層
で形成された第１コンタクト層、ブロッキング層、光電
変換層および第２コンタクト層より成る受光素子を埋設
して形成するとともに、該溝の底部に貫通孔を設け、前
記受光素子の第２コンタクト層と、別個の第２の半導体
基板に設けた信号処理素子とを互いに導電体層で接続す
るとともに、前記第１の半導体基板上に設けた電極層
と、第１コンタクト層を接続したことを特徴とする。
は、不純物を添加したドープト半導体層上に不純物を添
加しないノンドープ半導体層を設けて形成された第１の
半導体基板の所定の位置に、前記ドープト半導体層に到
達する溝を設け、該溝内に不純物濃度の異なる半導体層
で形成された第１コンタクト層、ブロッキング層、光電
変換層および第２コンタクト層より成る受光素子を埋設
して形成するとともに、該溝の底部に貫通孔を設け、前
記受光素子の第２コンタクト層と、別個の第２の半導体
基板に設けた信号処理素子とを互いに導電体層で接続す
るとともに、前記第１の半導体基板上に設けた電極層
と、第１コンタクト層を接続したことを特徴とする。
【００１２】また本発明の赤外線検知装置の製造方法は
請求項２に示すように、不純物を添加しないノンドープ
半導体層上に不純物を添加したドープト半導体層を積層
形成して第１の半導体基板を形成し、前記ノンドープ半
導体層を薄層に形成し、該薄層化されたノンドープ半導
体層上の所定位置にドープト半導体層に到る溝を形成す
る工程、前記溝内に第１コンタクト層、光電変換層、ブ
ロッキング層、第２コンタクト層よりなる受光素子を形
成する工程、前記ドープト半導体層を選択的にエッチン
グし、ノンドープ半導体層を薄層化するとともに該溝の
底部に貫通孔を形成する工程、前記薄層化され、溝内に
受光素子を有するノンドープ半導体層の溝の底部と、第
２の半導体基板に形成した信号処理素子を合致させて、
前記ノンドープ半導体層と第２の半導体基板を貼着する
工程、前記溝の底部の第２コンタクト層に接続するコン
タクト電極と、第１コンタクト層と接続するコンタクト
電極とを形成する工程を含むことを特徴とする。
請求項２に示すように、不純物を添加しないノンドープ
半導体層上に不純物を添加したドープト半導体層を積層
形成して第１の半導体基板を形成し、前記ノンドープ半
導体層を薄層に形成し、該薄層化されたノンドープ半導
体層上の所定位置にドープト半導体層に到る溝を形成す
る工程、前記溝内に第１コンタクト層、光電変換層、ブ
ロッキング層、第２コンタクト層よりなる受光素子を形
成する工程、前記ドープト半導体層を選択的にエッチン
グし、ノンドープ半導体層を薄層化するとともに該溝の
底部に貫通孔を形成する工程、前記薄層化され、溝内に
受光素子を有するノンドープ半導体層の溝の底部と、第
２の半導体基板に形成した信号処理素子を合致させて、
前記ノンドープ半導体層と第２の半導体基板を貼着する
工程、前記溝の底部の第２コンタクト層に接続するコン
タクト電極と、第１コンタクト層と接続するコンタクト
電極とを形成する工程を含むことを特徴とする。
【００１３】また請求項４に示すように、前記溝の形成
を異方性エッチング液を用いて形成することを特徴とす
るものである。
を異方性エッチング液を用いて形成することを特徴とす
るものである。
【００１４】
【作用】本発明の赤外線検知装置は、図1(a)、図1(b)お
よび図2 、図3 に示すように、不純物を添加しないノン
ドープSiウエハ31上に不純物を添加したボロンドープト
Si層32を積層形成した半導体基板41を形成し、前記ノン
ドープSiウエハ31を薄層に形成し、該薄層化して形成さ
れたノンドープSi層21上の所定位置にボロンドープトSi
層32に到る溝９を異方性エッチングを用いて形成する。
よび図2 、図3 に示すように、不純物を添加しないノン
ドープSiウエハ31上に不純物を添加したボロンドープト
Si層32を積層形成した半導体基板41を形成し、前記ノン
ドープSiウエハ31を薄層に形成し、該薄層化して形成さ
れたノンドープSi層21上の所定位置にボロンドープトSi
層32に到る溝９を異方性エッチングを用いて形成する。
【００１５】そしてこの溝９内に第１コンタクト層３、
光吸収層１、ブロッキング層２、第２コンタクト層４よ
りなる受光素子22を形成する。すると図4(a)に示すよう
に受光素子22を構成する光吸収層１は、ノンドープSi層
21に異方性エッチングにより形成された四角錐状の溝９
の傾斜面11に沿って形成されることになる。
光吸収層１、ブロッキング層２、第２コンタクト層４よ
りなる受光素子22を形成する。すると図4(a)に示すよう
に受光素子22を構成する光吸収層１は、ノンドープSi層
21に異方性エッチングにより形成された四角錐状の溝９
の傾斜面11に沿って形成されることになる。
【００１６】すると図4(a)に示すように、入射光は矢印
Ａに示すように、ノンドープSi層21に垂直方向に入射さ
れるので、例えば四角錐状の溝９の傾斜面11の角度θが
45度の溝９である場合、この入射光が光吸収層１を通過
する長さはｄ2 となり、図4(b)に示すように、溝９を形
成せずに平面上に光吸収層１を設けた場合、この光吸収
層１内を矢印Ａ方向に沿って光が通過する長さはd1とな
り、ｄ2 ＝d1×（１／sin θ) の関係がある。
Ａに示すように、ノンドープSi層21に垂直方向に入射さ
れるので、例えば四角錐状の溝９の傾斜面11の角度θが
45度の溝９である場合、この入射光が光吸収層１を通過
する長さはｄ2 となり、図4(b)に示すように、溝９を形
成せずに平面上に光吸収層１を設けた場合、この光吸収
層１内を矢印Ａ方向に沿って光が通過する長さはd1とな
り、ｄ2 ＝d1×（１／sin θ) の関係がある。
【００１７】つまり、図4(a)に示すように、異方性エッ
チング液で四角錐状の溝９を設け、その上に光吸収層１
を形成すると、溝９を設けない平板状の基板上に光吸収
層１を形成した場合に比較して、光吸収層１の厚さは2
1/2倍の厚さとなり、光吸収層１の厚さが見掛け上増加
した形となり、入射光に対して光吸収の効率が大とな
り、光電変換効率が向上する。
チング液で四角錐状の溝９を設け、その上に光吸収層１
を形成すると、溝９を設けない平板状の基板上に光吸収
層１を形成した場合に比較して、光吸収層１の厚さは2
1/2倍の厚さとなり、光吸収層１の厚さが見掛け上増加
した形となり、入射光に対して光吸収の効率が大とな
り、光電変換効率が向上する。
【００１８】
【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例につき詳
細に説明する。図1(a)は本発明の赤外線検知装置の平面
図、図1(b)は該赤外線検知装置の断面図である。
細に説明する。図1(a)は本発明の赤外線検知装置の平面
図、図1(b)は該赤外線検知装置の断面図である。
【００１９】図1(a)と図1(b)に示すように、本発明の赤
外線検知装置は、厚さが50μm で、表面が（１１０）面
のノンドープSi層21に四角錐状の溝９が異方性エッチン
グ液で形成され、この溝９内にはＣＶＤ法により、厚さ
が0.2 μm でAs原子を２×10 19/cm3でドープした第１コ
ンタクト層３が形成され、その上には厚さが15μm でAs
原子を5 ×1016/cm3でドープした光吸収層１が形成さ
れ、その上には厚さが１μm でノンドープのSi層よりな
るブロッキング層２が形成され、更に最上層には、厚さ
が0.2 μm でAs原子を2 ×1019/cm3でドープした第２コ
ンタクト層４が形成されている。
外線検知装置は、厚さが50μm で、表面が（１１０）面
のノンドープSi層21に四角錐状の溝９が異方性エッチン
グ液で形成され、この溝９内にはＣＶＤ法により、厚さ
が0.2 μm でAs原子を２×10 19/cm3でドープした第１コ
ンタクト層３が形成され、その上には厚さが15μm でAs
原子を5 ×1016/cm3でドープした光吸収層１が形成さ
れ、その上には厚さが１μm でノンドープのSi層よりな
るブロッキング層２が形成され、更に最上層には、厚さ
が0.2 μm でAs原子を2 ×1019/cm3でドープした第２コ
ンタクト層４が形成されている。
【００２０】そして、この第１コンタクト層３、光吸収
層１、ブロッキング層２および第２コンタクト層４によ
り受光素子22を形成している。このノンドープSi層21
は、図2(a)に示すようにノンドープSiウエハ31上にボロ
ンドープトSi層32を300 μm の厚さにエピタキシャル成
長で形成後、選択エッチング液でこのノンドープSiウエ
ハ31を20μm の厚さに薄層化して、ノンドープSi層21と
し、更に図2(b)に示すように、異方性エッチング液でボ
ロンドープトSi層32に到達する溝９を形成する。
層１、ブロッキング層２および第２コンタクト層４によ
り受光素子22を形成している。このノンドープSi層21
は、図2(a)に示すようにノンドープSiウエハ31上にボロ
ンドープトSi層32を300 μm の厚さにエピタキシャル成
長で形成後、選択エッチング液でこのノンドープSiウエ
ハ31を20μm の厚さに薄層化して、ノンドープSi層21と
し、更に図2(b)に示すように、異方性エッチング液でボ
ロンドープトSi層32に到達する溝９を形成する。
【００２１】そし溝９内に受光素子22を形成した後、ボ
ロンドープトSi層32を選択エッチングし、受光素子22の
底部に開口部23を形成する。そしてこの開口部23と、他
のSi基板24に形成した信号処理素子25とを対向して前記
受光素子22を形成したノンドープSi層21と、Si基板24と
を接着剤26を用いて接着する。
ロンドープトSi層32を選択エッチングし、受光素子22の
底部に開口部23を形成する。そしてこの開口部23と、他
のSi基板24に形成した信号処理素子25とを対向して前記
受光素子22を形成したノンドープSi層21と、Si基板24と
を接着剤26を用いて接着する。
【００２２】そしてこの開口部23に信号処理素子25と、
受光素子22の第１コンタクト層３とを、接続するための
コンタト電極27を形成し、また第２コンタクト層４上に
も紙面に垂直方向にノンドープSi層21上に沿ってコンタ
クト電極28を設ける。
受光素子22の第１コンタクト層３とを、接続するための
コンタト電極27を形成し、また第２コンタクト層４上に
も紙面に垂直方向にノンドープSi層21上に沿ってコンタ
クト電極28を設ける。
【００２３】このような本発明の赤外線検知装置による
と、光吸収層１が異方性エッチングで形成された四角錐
状の溝９で、角度が45度の傾斜面11に沿って形成されて
いるので、その光吸収層１の見掛け上の厚さが、平板上
の基板上に形成した光吸収層１の場合に比較して21/2倍
の厚さになり、光吸収効率の向上した赤外線検知装置が
得られる。
と、光吸収層１が異方性エッチングで形成された四角錐
状の溝９で、角度が45度の傾斜面11に沿って形成されて
いるので、その光吸収層１の見掛け上の厚さが、平板上
の基板上に形成した光吸収層１の場合に比較して21/2倍
の厚さになり、光吸収効率の向上した赤外線検知装置が
得られる。
【００２４】また受光素子22の底部に開口部23を設け、
その開口部23を他のSi基板24上に形成された信号処理素
子25と合致させて、導電体層でコンタクト電極27として
接続することで、従来のように赤外線検知素子と信号処
理素子を金属バンプで接続した場合と異なり、この赤外
線検知装置の動作時の液体窒素温度より室温の保管温度
に到る温度変動によって、金属バンプが位置ずれするよ
うなことが無くなり、高信頼度の赤外線検知装置が得ら
れる。
その開口部23を他のSi基板24上に形成された信号処理素
子25と合致させて、導電体層でコンタクト電極27として
接続することで、従来のように赤外線検知素子と信号処
理素子を金属バンプで接続した場合と異なり、この赤外
線検知装置の動作時の液体窒素温度より室温の保管温度
に到る温度変動によって、金属バンプが位置ずれするよ
うなことが無くなり、高信頼度の赤外線検知装置が得ら
れる。
【００２５】このような本発明の赤外線検知装置の製造
方法について述べる。図2(a)に示すように、表面が（１
１０）面のノンドープSiウエハ31上に、厚さが300 μm
で、ボロン(B) 原子を1016/cm3の濃度にドープしたボロ
ンドープトSi層32をエピタキシャル成長によって形成す
る。
方法について述べる。図2(a)に示すように、表面が（１
１０）面のノンドープSiウエハ31上に、厚さが300 μm
で、ボロン(B) 原子を1016/cm3の濃度にドープしたボロ
ンドープトSi層32をエピタキシャル成長によって形成す
る。
【００２６】前記したノンドープSiウエハ31を研磨、或
いはエッチングを用いて50μm の厚さに加工し、図2(b)
に示すように厚さが50μm のノンドープSi層21に薄層化
する。
いはエッチングを用いて50μm の厚さに加工し、図2(b)
に示すように厚さが50μm のノンドープSi層21に薄層化
する。
【００２７】次いでレジスト膜( 図示せず) を所定のパ
ターンにノンドープSi層21上に形成し、このレジスト膜
をマスクてとしてエチレンジアミンとピロカテコールの
混合液の異方性エッチング液を用いて四角錐状の溝９
を、エッチングにより形成する。
ターンにノンドープSi層21上に形成し、このレジスト膜
をマスクてとしてエチレンジアミンとピロカテコールの
混合液の異方性エッチング液を用いて四角錐状の溝９
を、エッチングにより形成する。
【００２８】このエチレンジアミンとピロカテコールの
混合液の異方性エッチング液は（１１０）面を有するノ
ンドープSi層21に対して傾斜面11が（１１１）面となる
四角錐状の溝９をボロンドープトSi層32に到達するまで
形成する。
混合液の異方性エッチング液は（１１０）面を有するノ
ンドープSi層21に対して傾斜面11が（１１１）面となる
四角錐状の溝９をボロンドープトSi層32に到達するまで
形成する。
【００２９】次いで図2(c)に示すように、この溝９内に
ＣＶＤ法を用いて厚さが0.2 μm でAs原子を2 ×1019/c
m3でドープした第１コンタクト３を形成し、その上に厚
さが15μm でAs原子を5 ×1016/cm3でドープした光吸収
層１を形成し、更にその上に厚さが1 μm でノンドープ
のSi層よりなるブロッキング層２を形成し、更に最上層
に、厚さが0.2 μm でAs原子を２×1019/cm3でドープし
た第２コンタクト層４を形成する。
ＣＶＤ法を用いて厚さが0.2 μm でAs原子を2 ×1019/c
m3でドープした第１コンタクト３を形成し、その上に厚
さが15μm でAs原子を5 ×1016/cm3でドープした光吸収
層１を形成し、更にその上に厚さが1 μm でノンドープ
のSi層よりなるブロッキング層２を形成し、更に最上層
に、厚さが0.2 μm でAs原子を２×1019/cm3でドープし
た第２コンタクト層４を形成する。
【００３０】そして、この第１コンタクト層３、光吸収
層１、ブロッキング層２および第２コンタクト層４によ
り受光素子22を形成している。次いで図2(d)に示すよう
に、前記したボロンドープトSi層32を苛性カリ(KOH)の
エッチング液でエッチングし、更にノンドープSi層21を
もエッチングして薄層化する。そして溝９内に形成した
受光素子22の底部をエッチングし、この受光素子22の底
部に開口部23を形成する。
層１、ブロッキング層２および第２コンタクト層４によ
り受光素子22を形成している。次いで図2(d)に示すよう
に、前記したボロンドープトSi層32を苛性カリ(KOH)の
エッチング液でエッチングし、更にノンドープSi層21を
もエッチングして薄層化する。そして溝９内に形成した
受光素子22の底部をエッチングし、この受光素子22の底
部に開口部23を形成する。
【００３１】次いで図3(a)に示すように、この受光素子
22を有する赤外線検知素子で検知した検知信号を信号処
理する信号処理素子25を形成した他のSi基板24を準備す
る。そしてこのSi基板24の前記信号処理素子25と、前記
受光素子22の底部に設けた開口部23とを合致させ、前記
ノンドープSi層21と、Si基板24とを接着剤26を用いて接
着する。
22を有する赤外線検知素子で検知した検知信号を信号処
理する信号処理素子25を形成した他のSi基板24を準備す
る。そしてこのSi基板24の前記信号処理素子25と、前記
受光素子22の底部に設けた開口部23とを合致させ、前記
ノンドープSi層21と、Si基板24とを接着剤26を用いて接
着する。
【００３２】次いで図3(b)に示すように、この受光素子
22の底部に形成した開口部23に、前記第２コンタクト層
４に接着するようにコンタクト電極27をアルミニウム(A
l)の導電体層を用いて形成する。
22の底部に形成した開口部23に、前記第２コンタクト層
４に接着するようにコンタクト電極27をアルミニウム(A
l)の導電体層を用いて形成する。
【００３３】また受光素子22の第１コンタクト層３に接
続するコンタクト電極28をアルミニウム(Al)の導電体層
を蒸着法等を用いて、紙面に垂直方向に延びるように形
成して赤外線検知装置を形成する。
続するコンタクト電極28をアルミニウム(Al)の導電体層
を蒸着法等を用いて、紙面に垂直方向に延びるように形
成して赤外線検知装置を形成する。
【００３４】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の赤外線検知
装置、およびその製造方法によると、光吸収層の光電変
換効率が向上して、かつ製造が容易で温度変動によって
素子間が位置ずれしない高信頼度のＢＩＢ型の赤外線検
知装置が得られる効果がある。
装置、およびその製造方法によると、光吸収層の光電変
換効率が向上して、かつ製造が容易で温度変動によって
素子間が位置ずれしない高信頼度のＢＩＢ型の赤外線検
知装置が得られる効果がある。
【図１】 本発明の装置の平面図と断面図である。
【図２】 本発明の装置の製造方法の工程を示す断面図
である。
である。
【図３】 本発明の装置の製造方法の工程を示す断面図
である。
である。
【図４】 本発明の装置の原理の説明図である。
【図５】 従来の装置の説明図とその動作の説明図であ
る。
る。
1 光吸収層 2 ブロッキング層 3 第１コンタクト層 4 第２コンタクト層 9 溝 11 傾斜面 21 ノンドープSi層 22 受光素子 23 開口部 24 Si基板 25 信号処理素子 26 接着剤 27,28 コンタクト電極 31 ノンドープSiウエハ 32 ボロンドープトSi層 41 半導体基板
Claims (3)
- 【請求項１】 不純物を添加したドープト半導体層(32)
上に不純物を添加しないノンドープ半導体層(21)を設け
て形成された半導体基板(41)の所定の位置に、前記ノン
ドープ半導体層(21)よりドープト半導体層(32)に到達す
る溝(9) を設け、 該溝(9) 内に不純物濃度の異なる半導体層で形成された
第１コンタクト層(3)、ブロッキング層(2) 、光吸収層
(1) および第２コンタクト層(4) より成る受光素子(22)
を埋設して設けるとともに、該溝(9) の底部を貫通する
開口部(23)を設け、前記受光素子(22)の第２コンタクト
層(4) と、別個の半導体基板(24)に設けた信号処理素子
(25)とを互いにコンタクト電極(27)で接続するととも
に、前記受光素子(22)の第１コンタクト層(3) と、前記
半導体基板(41)のノンドープ半導体層(21)上に設けたコ
ンタクト電極(28)とを接続したことを特徴とする赤外線
検知装置。 - 【請求項２】 不純物を添加しないノンドープ半導体ウ
エハ(31)上に不純物を添加したドープト半導体層(32)を
設けて半導体基板(41)を形成し、 前記ノンドープ半導体ウエハ(31)を薄層化してノンドー
プ半導体層(21)を形成し、該薄層化されたノンドープ半
導体層(21)上の所定位置にドープト半導体層(32)に到る
溝(9) を形成する工程、 前記溝(9) 内に第１コンタクト層(3) 、光吸収層(1) 、
ブロッキング層(2) 、第２コンタクト層(4) よりなる受
光素子(22)を形成する工程、 前記ドープト半導体層(32)を選択的にエッチングして除
去し、次いでノンドープ半導体層(21)を薄層化するとと
もに該受光素子(22)を形成した溝(9) の底部に該底部を
貫通する開口部(23)を形成する工程、 前記薄層化され、溝(9) 内に受光素子(22)を有するノン
ドープ半導体層(21)の溝(9) の底部と、他の半導体基板
(24)に形成した信号処理素子(25)とを合致させて、前記
ノンドープ半導体層(21)と他の半導体基板(24)を貼着す
る工程、 前記溝(9) の底部の第２コンタクト層(4) と前記信号処
理素子(25)とを接続するコンタクト電極(27)を形成する
工程、 前記第１コンタクト層(3) と接続するコンタクト電極(2
8)をノンドープ半導体層(21)上に形成する工程を含むこ
とを特徴とする赤外線検知装置の製造方法。 - 【請求項３】 請求項１、或いは２に記載の溝(9) の形
成を異方性エッチング液を用いて形成することを特徴と
する赤外線検知装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4052032A JPH05259427A (ja) | 1992-03-11 | 1992-03-11 | 赤外線検知装置およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4052032A JPH05259427A (ja) | 1992-03-11 | 1992-03-11 | 赤外線検知装置およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05259427A true JPH05259427A (ja) | 1993-10-08 |
Family
ID=12903475
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4052032A Withdrawn JPH05259427A (ja) | 1992-03-11 | 1992-03-11 | 赤外線検知装置およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05259427A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005534186A (ja) * | 2002-07-26 | 2005-11-10 | レイセオン・カンパニー | 放射線硬化された可視ｐ−ｉ−ｎ型検出器 |
| JP2010045313A (ja) * | 2008-08-18 | 2010-02-25 | Univ Of Tokyo | 検出素子の製造方法及び遠赤外線検出器の製造方法。 |
| US7928389B1 (en) * | 2009-08-20 | 2011-04-19 | Hrl Laboratories, Llc | Wide bandwidth infrared detector and imager |
| US7977637B1 (en) * | 2009-08-20 | 2011-07-12 | Hrl Laboratories, Llc | Honeycomb infrared detector |
| CN102384790A (zh) * | 2010-08-30 | 2012-03-21 | 中国科学院微电子研究所 | 热电堆红外传感器及其制作方法 |
| US8946839B1 (en) | 2009-08-20 | 2015-02-03 | Hrl Laboratories, Llc | Reduced volume infrared detector |
| US9490292B1 (en) | 2013-03-15 | 2016-11-08 | Hrl Laboratories, Llc | Dual-band detector array |
| US10020331B1 (en) | 2016-07-21 | 2018-07-10 | Hrl Laboratories, Llc | Dual-band lateral-effect position sensor |
| CN109873045A (zh) * | 2017-12-01 | 2019-06-11 | 财团法人工业技术研究院 | 红外线感测元件及其制造方法 |
| US10903261B1 (en) | 2013-03-15 | 2021-01-26 | Hrl Laboratories, Llc | Triple output, dual-band detector |
-
1992
- 1992-03-11 JP JP4052032A patent/JPH05259427A/ja not_active Withdrawn
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005534186A (ja) * | 2002-07-26 | 2005-11-10 | レイセオン・カンパニー | 放射線硬化された可視ｐ−ｉ−ｎ型検出器 |
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| US8969986B1 (en) | 2009-08-20 | 2015-03-03 | Hrl Laboratories, Llc | Infrared detector |
| US7977637B1 (en) * | 2009-08-20 | 2011-07-12 | Hrl Laboratories, Llc | Honeycomb infrared detector |
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| US9520525B1 (en) | 2009-08-20 | 2016-12-13 | Hrl Laboratories, Llc | Method of making an optical detector |
| CN102384790A (zh) * | 2010-08-30 | 2012-03-21 | 中国科学院微电子研究所 | 热电堆红外传感器及其制作方法 |
| US9490292B1 (en) | 2013-03-15 | 2016-11-08 | Hrl Laboratories, Llc | Dual-band detector array |
| US10903261B1 (en) | 2013-03-15 | 2021-01-26 | Hrl Laboratories, Llc | Triple output, dual-band detector |
| US10020331B1 (en) | 2016-07-21 | 2018-07-10 | Hrl Laboratories, Llc | Dual-band lateral-effect position sensor |
| CN109873045A (zh) * | 2017-12-01 | 2019-06-11 | 财团法人工业技术研究院 | 红外线感测元件及其制造方法 |
| CN109873045B (zh) * | 2017-12-01 | 2020-12-22 | 财团法人工业技术研究院 | 红外线感测元件及其制造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990518 |