JPH08125203A - CdTe素子の製造方法 - Google Patents
CdTe素子の製造方法Info
- Publication number
- JPH08125203A JPH08125203A JP6278617A JP27861794A JPH08125203A JP H08125203 A JPH08125203 A JP H08125203A JP 6278617 A JP6278617 A JP 6278617A JP 27861794 A JP27861794 A JP 27861794A JP H08125203 A JPH08125203 A JP H08125203A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cdte
- electrode
- wafer
- layer
- manufacturing
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 CdTe結晶ウェハ−の表面を20重量%の
硝酸水溶液でエッチングして、その表面にTe過剰組成
の層を形成し、さらにその上に金を真空蒸着して電極と
した放射線検出素子を製造する、。 【効果】 キャリアの移動に対するエネルギ−障壁が高
い電極となり暗電流を低くでき、また形成した電極が剥
離することなくなくなり素子作成の歩留まりが向上でき
る。
硝酸水溶液でエッチングして、その表面にTe過剰組成
の層を形成し、さらにその上に金を真空蒸着して電極と
した放射線検出素子を製造する、。 【効果】 キャリアの移動に対するエネルギ−障壁が高
い電極となり暗電流を低くでき、また形成した電極が剥
離することなくなくなり素子作成の歩留まりが向上でき
る。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、CdTe半導体素子、
特には放射線検出素子の電極を形成する方法に関するも
のである。
特には放射線検出素子の電極を形成する方法に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】CdTe放射線素子の作製は、数mm角
の高抵抗のCdTe結晶の対向する面に電極を形成して
行なう。従来、この電極の形成には、金属の真空蒸着、
あるいは、塩化金酸や塩化白金酸を使用した無電解メッ
キにより行なわれていた。
の高抵抗のCdTe結晶の対向する面に電極を形成して
行なう。従来、この電極の形成には、金属の真空蒸着、
あるいは、塩化金酸や塩化白金酸を使用した無電解メッ
キにより行なわれていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、金属を
真空蒸着した電極はキャリアの移動に対するエネルギ−
障壁が低いため素子の暗電流が高く、良好な性能の素子
を得ることは困難であった。また、塩化金酸や塩化白金
酸を使用して無電解メッキにより形成した電極は、キャ
リアの移動に対するエネルギ−障壁が高い反面、形成し
た電極が剥離することがあり、素子作製の歩留まりが低
いといった問題があった。
真空蒸着した電極はキャリアの移動に対するエネルギ−
障壁が低いため素子の暗電流が高く、良好な性能の素子
を得ることは困難であった。また、塩化金酸や塩化白金
酸を使用して無電解メッキにより形成した電極は、キャ
リアの移動に対するエネルギ−障壁が高い反面、形成し
た電極が剥離することがあり、素子作製の歩留まりが低
いといった問題があった。
【0004】
【課題を解決するための手段および作用】本発明者は、
無電解メッキで形成した電極のエネルギ−障壁が高いこ
とについて種々検討した結果、酸化性溶液でCdTe表
面をエッチングすることにより表面にTe過剰組成の層
を形成し、これを電極あるいは、電極の下地とすること
により、放射線検出素子に適した電極を形成することが
できることを見出だした。
無電解メッキで形成した電極のエネルギ−障壁が高いこ
とについて種々検討した結果、酸化性溶液でCdTe表
面をエッチングすることにより表面にTe過剰組成の層
を形成し、これを電極あるいは、電極の下地とすること
により、放射線検出素子に適した電極を形成することが
できることを見出だした。
【0005】即ち、本発明は、CdTe結晶を用いた半
導体素子の製造方法において、該CdTe結晶の表面を
酸化性溶液でエッチングして、該表面にTe過剰組成の
層を形成し、該Te過剰組成層を電極とすることを特徴
とするCdTe素子の製造方法を提供するものである。
導体素子の製造方法において、該CdTe結晶の表面を
酸化性溶液でエッチングして、該表面にTe過剰組成の
層を形成し、該Te過剰組成層を電極とすることを特徴
とするCdTe素子の製造方法を提供するものである。
【0006】このTe過剰組成層は、そのまま素子の電
極としても、また、電極の酸化に対する長期安定性を得
るために、この導電層の上にさらに金属層を乾式金属被
覆法で形成して、これを素子の電極としてもよい。この
時乾式被覆する金属としてはニッケル、銀、銅、金、白
金、アルミニウムおよびインジウムのいずれか1種また
は2種以上の合金が好ましいが、その他の金属であって
もかまわない。
極としても、また、電極の酸化に対する長期安定性を得
るために、この導電層の上にさらに金属層を乾式金属被
覆法で形成して、これを素子の電極としてもよい。この
時乾式被覆する金属としてはニッケル、銀、銅、金、白
金、アルミニウムおよびインジウムのいずれか1種また
は2種以上の合金が好ましいが、その他の金属であって
もかまわない。
【0007】なお、乾式金属被覆法としては、真空蒸着
法、スパッタリング、化学蒸着(CVD)や分子線エピ
タキシ−などが適用できるが、真空蒸着法がもっとも好
ましい。
法、スパッタリング、化学蒸着(CVD)や分子線エピ
タキシ−などが適用できるが、真空蒸着法がもっとも好
ましい。
【0008】この電極形成方法を用いるCdTe半導体
素子としては、放射線検出素子が最も好ましいが、さら
に、太陽電池、赤外線検出素子等への応用も可能であ
る。
素子としては、放射線検出素子が最も好ましいが、さら
に、太陽電池、赤外線検出素子等への応用も可能であ
る。
【0009】導電層をCdTe表面に形成する際には、
予め、研磨したCdTeウエハ−の表面をBr−メタノ
−ル溶液等でエッチングして、表面の加工変質層を除い
て置くことが好ましい。この表面を酸化性水溶液でエッ
チングすることにより、Te過剰組成層を形成すること
ができる。この酸化性水溶液としては、CdをTeより
優先的にエッチングでき、適度のエッチング速度のある
種々の組成の酸化性水溶液が使用できるが、10重量%
以上30重量%以下の硝酸水溶液、過マンガン酸カリウ
ムを加えた硝酸水溶液、過マンガン酸カリウムを加えた
硫酸水溶液などが好ましい。
予め、研磨したCdTeウエハ−の表面をBr−メタノ
−ル溶液等でエッチングして、表面の加工変質層を除い
て置くことが好ましい。この表面を酸化性水溶液でエッ
チングすることにより、Te過剰組成層を形成すること
ができる。この酸化性水溶液としては、CdをTeより
優先的にエッチングでき、適度のエッチング速度のある
種々の組成の酸化性水溶液が使用できるが、10重量%
以上30重量%以下の硝酸水溶液、過マンガン酸カリウ
ムを加えた硝酸水溶液、過マンガン酸カリウムを加えた
硫酸水溶液などが好ましい。
【0010】これらの酸化性水溶液でCdTeウエハ−
のエッチングを行なうと、CdTe表面は、黒色の状態
であったものが次第に、金属光沢をもった銀白色に変わ
っていく。この時のエッチング表面の深さ方向の元素分
布を、20重量%の硝酸水溶液を使用した場合を例に図
1に示す。これは、硫酸酸性過マンガン酸水溶液等でエ
ッチングしたときも同様な結果を示す。
のエッチングを行なうと、CdTe表面は、黒色の状態
であったものが次第に、金属光沢をもった銀白色に変わ
っていく。この時のエッチング表面の深さ方向の元素分
布を、20重量%の硝酸水溶液を使用した場合を例に図
1に示す。これは、硫酸酸性過マンガン酸水溶液等でエ
ッチングしたときも同様な結果を示す。
【0011】これより表面から、Teの層、Cdが欠損
したTeの酸化物の層、CdTeの順に並んでいること
が判る。最表面のTeの層は導電体で、これを電極とす
ることもできるし、さらに酸化に対する長期安定性を得
るために、この層を電極の下地として、この上に電極と
なる金属を真空蒸着することもできる。表面から2番め
の層は、キャリアの移動に対して高いエネルギ−障壁を
形成する層で、塩化金酸や塩化白金酸を使用して無電解
メッキを行なった場合にも見られる層である。表面から
3番目の層はCdTeそのものである。
したTeの酸化物の層、CdTeの順に並んでいること
が判る。最表面のTeの層は導電体で、これを電極とす
ることもできるし、さらに酸化に対する長期安定性を得
るために、この層を電極の下地として、この上に電極と
なる金属を真空蒸着することもできる。表面から2番め
の層は、キャリアの移動に対して高いエネルギ−障壁を
形成する層で、塩化金酸や塩化白金酸を使用して無電解
メッキを行なった場合にも見られる層である。表面から
3番目の層はCdTeそのものである。
【0012】また、酸化性水溶液のエッチングによって
Te過剰組成の層を形成し、電極あるいは電極の下地と
して利用した場合、無電解メッキで見られるような電極
金属の剥離が生じない利点がある。
Te過剰組成の層を形成し、電極あるいは電極の下地と
して利用した場合、無電解メッキで見られるような電極
金属の剥離が生じない利点がある。
【0013】
(実施例1)以下、CdTe放射線検出素子の製造を実
施例として、本発明を説明する。THM法で成長した塩
素添加のCdTe結晶を加工し、厚さ2mmのウエハ−
を作製した。このウエハ−を2%のBr−メタノ−ル溶
液でエッチングして表面の加工変質層を除いたあと、さ
らに40℃の20重量%の硝酸水溶液(61%硝酸:水
=1:2)中で2分間エッチングした。この結果、表面
は銀白色の金属光沢に変化した。このウエハ−を2mm
角にダイシングして放射線検出素子を作製した。さら
に、図2に示す測定系を構成し、エネルギ−スペクトル
を測定した結果、60KeVの放射線ピ−クの半値幅は
5KeVと良好な素子特性を示した。
施例として、本発明を説明する。THM法で成長した塩
素添加のCdTe結晶を加工し、厚さ2mmのウエハ−
を作製した。このウエハ−を2%のBr−メタノ−ル溶
液でエッチングして表面の加工変質層を除いたあと、さ
らに40℃の20重量%の硝酸水溶液(61%硝酸:水
=1:2)中で2分間エッチングした。この結果、表面
は銀白色の金属光沢に変化した。このウエハ−を2mm
角にダイシングして放射線検出素子を作製した。さら
に、図2に示す測定系を構成し、エネルギ−スペクトル
を測定した結果、60KeVの放射線ピ−クの半値幅は
5KeVと良好な素子特性を示した。
【0014】(実施例2)硝酸水溶液によるエッチング
までは実施例1と同様の処理を施したCdTeウエハ−
に、さらに真空蒸着装置で金を蒸着した。その後、この
ウエハ−を2mm角にダイシングして放射線検出素子を
作製した。エネルギ−スペクトルを測定した結果、60
KeVの放射線ピ−クの半値幅は5KeVと実施例1と
同様の素子特性を示した。この素子特性は、素子製造後
1年後も変化していない。
までは実施例1と同様の処理を施したCdTeウエハ−
に、さらに真空蒸着装置で金を蒸着した。その後、この
ウエハ−を2mm角にダイシングして放射線検出素子を
作製した。エネルギ−スペクトルを測定した結果、60
KeVの放射線ピ−クの半値幅は5KeVと実施例1と
同様の素子特性を示した。この素子特性は、素子製造後
1年後も変化していない。
【0015】(比較例1)Br−メタノ−ルによる加工
変質層除去までは実施例1と同様に行ったCdTeウエ
ハ−に、塩化白金酸水溶液で白金を無電解メッキして電
極を形成した後、このウエハ−を2mm角にダイシング
して放射線検出素子を作製した。しかし、作製した約半
数の素子の片側面の電極が剥離してしまった。尚、剥離
のなかった素子のエネルギ−スペクトルを測定した結
果、60KeVの放射線ピ−クの半値幅は5KeVと実
施例1と同様の素子特性を示した。
変質層除去までは実施例1と同様に行ったCdTeウエ
ハ−に、塩化白金酸水溶液で白金を無電解メッキして電
極を形成した後、このウエハ−を2mm角にダイシング
して放射線検出素子を作製した。しかし、作製した約半
数の素子の片側面の電極が剥離してしまった。尚、剥離
のなかった素子のエネルギ−スペクトルを測定した結
果、60KeVの放射線ピ−クの半値幅は5KeVと実
施例1と同様の素子特性を示した。
【0016】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
CdTeの表面を酸化性溶液でエッチングし、表面にT
e過剰組成の層を形成し、これを電極あるいは電極の下
地とすることにより、キャリアの移動に対するエネルギ
−障壁が高い電極となり暗電流を低くでき、また形成し
た電極が剥離することがなくなり素子作製の歩留まりが
向上できる。
CdTeの表面を酸化性溶液でエッチングし、表面にT
e過剰組成の層を形成し、これを電極あるいは電極の下
地とすることにより、キャリアの移動に対するエネルギ
−障壁が高い電極となり暗電流を低くでき、また形成し
た電極が剥離することがなくなり素子作製の歩留まりが
向上できる。
【図1】 20重量%の硝酸水溶液を使用したエッチン
グ表面の深さ方向の元素分布を示す図である。
グ表面の深さ方向の元素分布を示す図である。
【図2】 放射線検出素子のエネルギ−スペクトルを測
定するための測定系の構成を示す図である。
定するための測定系の構成を示す図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 CdTe結晶を用いた半導体素子の製造
方法において、該CdTe結晶の表面を酸化性溶液でエ
ッチングして、該表面にTe過剰組成の層を形成し、該
Te過剰組成層を電極とすることを特徴とするCdTe
素子の製造方法。 - 【請求項2】 前記Te過剰組成層の上に金属層を乾式
金属被覆法で形成し、該金属層を電極とすることを特徴
とする請求項1記載のCdTe素子の製造方法。 - 【請求項3】 前記金属層の金属がニッケル、銀、銅、
金、白金、アルミニウムおよびインジウムのいずれか1
種または2種以上の合金であることを特徴とする請求項
2記載のCdTe素子の製造方法。 - 【請求項4】 前記酸化性溶液が10重量%以上30重
量%以下の硝酸水溶液、過マンガン酸カリウムを加えた
硝酸水溶液または過マンガン酸カリウムを加えた硫酸水
溶液であることを特徴とする請求項1、2または3記載
のCdTe素子の製造方法。 - 【請求項5】 前記CdTe素子が放射線検出素子であ
ることを特徴とする請求項1、2、3または4記載のC
dTe素子の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6278617A JPH08125203A (ja) | 1994-10-19 | 1994-10-19 | CdTe素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6278617A JPH08125203A (ja) | 1994-10-19 | 1994-10-19 | CdTe素子の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08125203A true JPH08125203A (ja) | 1996-05-17 |
Family
ID=17599780
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6278617A Pending JPH08125203A (ja) | 1994-10-19 | 1994-10-19 | CdTe素子の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH08125203A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013157494A (ja) * | 2012-01-31 | 2013-08-15 | Jx Nippon Mining & Metals Corp | 放射線検出素子、放射線検出器、および放射線検出素子の製造方法 |
JP2016029380A (ja) * | 2015-10-05 | 2016-03-03 | Jx金属株式会社 | 放射線検出素子の製造方法 |
US9823362B2 (en) | 2014-07-03 | 2017-11-21 | Jx Nippon Mining & Metals Corporation | Radiation detector UBM electrode structure body, radiation detector, and method of manufacturing same |
US10199343B2 (en) | 2015-03-31 | 2019-02-05 | Jx Nippon Mining & Metals Corporation | UBM (under bump metal) electrode structure for radiation detector, radiation detector and production method thereof |
WO2019187217A1 (ja) | 2018-03-29 | 2019-10-03 | Jx金属株式会社 | 放射線検出素子、およびその製造方法 |
WO2020066070A1 (ja) | 2018-09-25 | 2020-04-02 | Jx金属株式会社 | 放射線検出素子及び放射線検出素子の製造方法 |
-
1994
- 1994-10-19 JP JP6278617A patent/JPH08125203A/ja active Pending
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013157494A (ja) * | 2012-01-31 | 2013-08-15 | Jx Nippon Mining & Metals Corp | 放射線検出素子、放射線検出器、および放射線検出素子の製造方法 |
US9823362B2 (en) | 2014-07-03 | 2017-11-21 | Jx Nippon Mining & Metals Corporation | Radiation detector UBM electrode structure body, radiation detector, and method of manufacturing same |
US10199343B2 (en) | 2015-03-31 | 2019-02-05 | Jx Nippon Mining & Metals Corporation | UBM (under bump metal) electrode structure for radiation detector, radiation detector and production method thereof |
JP2016029380A (ja) * | 2015-10-05 | 2016-03-03 | Jx金属株式会社 | 放射線検出素子の製造方法 |
WO2019187217A1 (ja) | 2018-03-29 | 2019-10-03 | Jx金属株式会社 | 放射線検出素子、およびその製造方法 |
KR20200133797A (ko) | 2018-03-29 | 2020-11-30 | 제이엑스금속주식회사 | 방사선 검출 소자, 및 그의 제조 방법 |
US11391852B2 (en) | 2018-03-29 | 2022-07-19 | Jx Nippon Mining & Metals Corporation | Radiation detection element, and method for manufacturing same |
WO2020066070A1 (ja) | 2018-09-25 | 2020-04-02 | Jx金属株式会社 | 放射線検出素子及び放射線検出素子の製造方法 |
US11721778B2 (en) | 2018-09-25 | 2023-08-08 | Jx Nippon Mining & Metals Corporation | Radiation detecting element and method for producing radiation detecting element |
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