JPS63200577A - Schottky barrier type infrared ray sensor - Google Patents
Schottky barrier type infrared ray sensorInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は赤外光の信号を電気信号に変換する赤外線セン
サに関し、特にショットキ障壁型赤外線センサに関する
。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an infrared sensor that converts an infrared light signal into an electrical signal, and particularly relates to a Schottky barrier type infrared sensor.
従来、この種のショットキ障壁型赤外線センサにおいて
は、金属／半導体ショットキ接触構造を構成する金属電
極（単元素金属と半導体との化合物金属も含む）がほぼ
均一の厚さでかつ平坦な形状を有していた。Conventionally, in this type of Schottky barrier type infrared sensor, the metal electrode (including compound metal of a single element metal and a semiconductor) constituting the metal/semiconductor Schottky contact structure has a substantially uniform thickness and a flat shape. Was.
ショットキ障壁型赤外線センサの光電変換機構について
第２図を用いて説明する。第２図＋ａｌは金属／ｐ形半
導体ショットキ接触の場合、第２図（ｂｌは金属／ｎ形
半導体ショットキ接触の場合のエネルギー帯構造及び光
電変換機構である。赤外光１１の入射方向は裏面照射型
の場合が描かれている。The photoelectric conversion mechanism of the Schottky barrier type infrared sensor will be explained using FIG. 2. Figure 2 +al shows the energy band structure and photoelectric conversion mechanism in the case of a metal/p-type semiconductor Schottky contact; Figure 2 (bl shows the energy band structure and photoelectric conversion mechanism in the case of a metal/n-type semiconductor Schottky contact. The incident direction of the infrared light 11 is on the back side. The case of irradiation type is depicted.
表面照射型の場合には金属側から入射する。半導体の禁
制帯幅Ｅ９以上のエネルギーを持つ光は半導体内の入射
面近傍においてほとんど吸収されてしまうが、禁制帯幅
Ｅ９より小さいエネルギーの光（このような光は通常赤
外光である）ではその光エネルギーを吸収して半導体の
価電子帯２１中の電子２６が伝導帯２３へ帯間遷移する
確率が無いので半導体中をほとんど損失なく透過し金属
１４に入射する。金属１４内ではフェルミ準位Ｅ、下が
電子２６で満たされており、ここへ赤外光１１が入射す
ると電子２６はその光エネルギーｈν２５（ｈニブラン
ク定数、シ：光の振動数）を吸収し、フェルミ準位下か
らフェルミ単位上の空単位へ遷移してホット電子１３と
ホットホール１２を形成する。ホット電子１３とホント
ホール１２は再結合するまで金属１４中を運動するが、
この運動はどの方向へもほぼ等確率で発生する。第２図
ｆａｔの構造では運動中金属／ｐ形半導体界面に達した
ホントホール１２のうちショットキ障壁φ、Ｂより大き
いエネルギーを持ち、その運動量の界面に対する垂直成
分に相当するエネルギーがショットキ障壁φ、Ｅより大
きいものが金属１４からｐ形半導体１５中へ注入され、
金属１４中に取り残されたホット電子１３とｐ形半導体
１５中へ注入されたホントボール１２とが信号電荷とな
る。なお、ホットホールの持つエネルギーとは、フェル
ミ準位を基準（零）とし、原子核に近づく方向（第２図
（ａｌ及び（ｂｌにおいて下向き）を正として測られた
ホットホールのエネルギーを指す。一方、第２図（ｂ）
の構造では金属１４中におけるホット電子１３とホット
ホール１２の運動中金属／ｎ形半導体界面に達したホッ
ト電子１３のうちショットキ障壁φ、８より大きいエネ
ルギーを持ち、その運動量の界面に対する垂直成分に相
当するエネルギーがショットキ障壁ψｓｌｌより大きい
ものが金属１４からｎ形半導体１６中へ注入され、金属
１４中に取り残されたホットホール１２とｎ形半導体Ｉ
６中へ注入されたホット電子とが信号電荷となる。なお
、ホット電子の持つエネルギーというのもホットホール
の持つエネルギーの場合と同様にフェルミ準位を基準（
零）として測られるものであるが、エネルギーの正負の
向きはホットホールの場合と逆で、こちらは原子核から
遠ざかる方向（第２図（ａ）及び（ｂｌにおいて上向き
）を正として測られたホット電子のエネルギーを指す。In the case of the front-illuminated type, the light is incident from the metal side. Light with energy greater than the forbidden band width E9 of the semiconductor is almost absorbed near the incident surface within the semiconductor, but light with energy smaller than the forbidden band width E9 (such light is usually infrared light) Since there is no probability that the electrons 26 in the valence band 21 of the semiconductor will transfer to the conduction band 23 by absorbing the optical energy, the electrons 26 pass through the semiconductor with almost no loss and enter the metal 14. Inside the metal 14, the Fermi level E is filled with electrons 26 below, and when the infrared light 11 is incident here, the electrons 26 absorb the light energy hν25 (h blank constant, shi: frequency of light). , transitions from below the Fermi level to an empty unit above the Fermi unit, forming hot electrons 13 and hot holes 12. Hot electrons 13 and real holes 12 move in metal 14 until they recombine, but
This movement occurs with almost equal probability in any direction. In the structure shown in FIG. 2 fat, the real holes 12 that reach the metal/p-type semiconductor interface during motion have energy greater than the Schottky barrier φ, B, and the energy corresponding to the vertical component of the momentum with respect to the interface is the Schottky barrier φ, A substance larger than E is injected from the metal 14 into the p-type semiconductor 15,
The hot electrons 13 left behind in the metal 14 and the real balls 12 injected into the p-type semiconductor 15 become signal charges. Note that the energy possessed by a hot hole refers to the energy of a hot hole measured with the Fermi level as the reference (zero) and the direction approaching the atomic nucleus (downward in Figure 2 (al and (bl)) as positive. , Figure 2(b)
In the structure, during the movement of hot electrons 13 and hot holes 12 in the metal 14, the hot electrons 13 that reach the metal/n-type semiconductor interface have energy greater than the Schottky barrier φ,8, and the component of their momentum perpendicular to the interface The corresponding energy larger than the Schottky barrier ψsll is injected from the metal 14 into the n-type semiconductor 16, and the hot hole 12 left behind in the metal 14 and the n-type semiconductor I
The hot electrons injected into 6 become signal charges. Note that the energy of hot electrons is based on the Fermi level (as with the energy of hot holes).
However, the direction of positive and negative energy is opposite to that of a hot hole, and this is a hot hole measured with the direction away from the nucleus (upwards in Figure 2 (a) and (bl)) as positive. Refers to the energy of electrons.
表面照射型の場合や禁制帯幅Ｅ９以上のエネルギーを持
つ光を透過する程度に半導体を薄膜化あるいは薄板化し
た裏面照射型の場合、利用可能な光エネルギーの上限は
禁制帯幅Ｅ９より大きくなる。このとき半導体において
価電子帯から伝導帯への電子の光励起によって生成され
る自由電子・ホール対も信号電荷に寄与する。In the case of a front-illuminated type or a back-illuminated type in which the semiconductor is made thin or thin enough to transmit light with an energy greater than the forbidden band width E9, the upper limit of usable light energy is larger than the forbidden band width E9. . At this time, free electron/hole pairs generated by photoexcitation of electrons from the valence band to the conduction band in the semiconductor also contribute to the signal charge.
第２図（ａｌの構造におけるホットホールあるいは第２
図（ｂｌにおけるホット電子（以後両者を合わせてホン
トキャリアと記す）が寿命の尽きるまでに移動する距離
と比べ金属が薄くなると半導体と逆方向に運動するホッ
トキャリアのうちにも金属／絶縁物界面（図中、絶縁体
を１７で示す）によって反射され、半導体方向へ移動し
て金属／半導体界面に達し、半導体中へ注入されるもの
も現れてくる。また、金属／半導体界面に達したホット
キャリアのうち、ショットキ障壁φ、８より大きいエネ
ルギーを持っていても、界面に対する運動量の垂直成分
に相当するエネルギーがショットキ障壁φ。Figure 2 (hot hole or second hot hole in the structure of al)
Figure (compared to the distance that hot electrons (hereinafter referred to as real carriers) in bl travel until the end of their lifespan. When the metal becomes thinner, some of the hot carriers move in the opposite direction to the semiconductor, and the metal/insulator interface (The insulator is indicated by 17 in the figure), moves toward the semiconductor, reaches the metal/semiconductor interface, and is injected into the semiconductor.Also, hot water that reaches the metal/semiconductor interface appears. Even if some of the carriers have energy greater than the Schottky barrier φ,8, the Schottky barrier φ is the energy corresponding to the perpendicular component of the momentum with respect to the interface.
より小さいものは、金属／半導体界面に反射されるが、
金属／半導体界面と金属／絶縁物界面とで反射を繰り返
すうちに金属／半導体界面への入射角が変化し、運動量
の垂直成分に相当するエネルギーがショットキ障壁φＳ
Ｒより大きくなるものも現れ、半導体中へ注入される現
象が生しるようになる。これらの現象はホットキャリア
の半導体への注入確率を向上させる効果を持ち、金属が
薄い程顕著となる。ただし、金属が薄くなると赤外光の
吸収確率が低下するので、金属の厚さには量子効率に対
して最適値が存在する。このためショットキ障壁型赤外
線センサにおいてショットキ接触を成す金属は通常最適
値程度に薄膜化されている。The smaller ones are reflected at the metal/semiconductor interface, but
As it is repeatedly reflected at the metal/semiconductor interface and the metal/insulator interface, the angle of incidence on the metal/semiconductor interface changes, and the energy corresponding to the vertical component of momentum passes through the Schottky barrier φS.
Some particles become larger than R, and a phenomenon of injection into the semiconductor occurs. These phenomena have the effect of improving the probability of injection of hot carriers into the semiconductor, and become more pronounced as the metal becomes thinner. However, as the metal becomes thinner, the absorption probability of infrared light decreases, so there is an optimum value for the thickness of the metal with respect to quantum efficiency. For this reason, the metal forming the Schottky contact in the Schottky barrier type infrared sensor is usually thinned to an optimum value.
ショットキ障壁型赤外線センサの暗電流はショットキ障
壁φ、Ｂの大きさに依存し、温度一定ならばショットキ
障壁φＳ６が小さい程暗電流が大きくなる。そのためシ
ョットキ障壁φ、Ｂが小さいものには冷却を必要とする
ものもある。代表的なショットキ障壁型赤外線センサで
ある白金モノシリサイド（ｐｔｓｉ）／ｐ形単結晶シリ
コン（Ｓｉ）・ショットキ障壁型赤外線センサは、形成
されるショットキ障壁φＳＢが０．２〜０．２５ｅＶ程
度で通常液体窒素温度付近まで冷却して使用される。The dark current of the Schottky barrier type infrared sensor depends on the sizes of the Schottky barriers φ and B, and if the temperature is constant, the smaller the Schottky barrier φS6, the larger the dark current becomes. Therefore, some devices with small Schottky barriers φ and B require cooling. Platinum monosilicide (ptsi)/p-type single crystal silicon (Si) Schottky barrier infrared sensors, which are typical Schottky barrier infrared sensors, usually have a Schottky barrier φSB of about 0.2 to 0.25 eV. It is used after being cooled to around liquid nitrogen temperature.
なお第２図中、１８は禁制帯を示している。In addition, in FIG. 2, 18 indicates a forbidden zone.
以上ショットキ障壁型赤外線センサについて説明してき
た。この項で述べた光電変換機構は厳密には量子力学的
に取り扱う事象であるが、古典的な剛体球モデルでも充
分に現象や動作を説明できるため、ここでは古典的な剛
体球モデルを用いている。The Schottky barrier type infrared sensor has been described above. Strictly speaking, the photoelectric conversion mechanism described in this section is a phenomenon handled by quantum mechanics, but since the classical hard sphere model can also adequately explain the phenomenon and operation, we will use the classical hard sphere model here. There is.
ショットキ障壁型赤外線センサの大きな利点として、前
項において重点的に述べた“半導体の禁制帯幅よりエネ
ルギーが小さい光（通常赤外光）の光電変換機能”を挙
げることができる。しかし、この動作をさせた場合には
光によって金属中に生成されたホントキャリアすなわち
ホット電子とホントホールを別々の領域に分離させる原
動力が、前述のように光を吸収して獲得したエネルギー
によってホットキャリアが起こすところの発生確率があ
らゆる方向について等確率の運動であるため、ショット
キ接触によって生ずる半導体中の空乏層及びその端から
少数キャリアの拡散距離以内で禁制帯幅以上のエネルギ
ーを持つ光によって生成された自由電子・ホール対に見
られるところの空乏層に存在する内部電場による分離と
比較して効率がかなり悪い。そのためショットキ障壁型
赤外線センサの使用波長帯の光が半導体の禁制帯幅より
小さいエネルギー領域内にある場合、量子効率が小さい
という欠点がある。A major advantage of the Schottky barrier type infrared sensor is the "photoelectric conversion function of light (usually infrared light) whose energy is smaller than the forbidden band width of the semiconductor", which was emphasized in the previous section. However, when this operation is performed, the driving force that separates the real carriers, that is, the hot electrons and real holes generated in the metal by light into separate regions, becomes hot due to the energy acquired by absorbing the light as described above. Since the probability of generation of carriers is equal probability movement in all directions, the depletion layer in the semiconductor caused by Schottky contact and the diffusion distance of minority carriers from the edge of the depletion layer are generated by light with energy greater than the forbidden band width. The efficiency is considerably lower than that of the separation caused by the internal electric field existing in the depletion layer, which is observed in free electron-hole pairs. Therefore, if the light in the wavelength band used by the Schottky barrier type infrared sensor is within an energy region smaller than the forbidden band width of the semiconductor, there is a drawback that the quantum efficiency is low.
本発明は、金属電極と半導体とから成る金属／半導体シ
ョットキ接触構造を有し、ショットキ障壁高さより大き
く前記半導体の禁制帯幅より小さいエネルギーを持つ光
に関しては前記金属電極内で吸収し、光電変換する機能
を有するショットキ障壁型赤外線センサにおいて、前記
金属電極がほぼ均一の厚さでかつ使用波長帯の赤外光に
関して無視し得る程度のピッチ及び高低差から成る凹凸
形状を有することを特徴とする。The present invention has a metal/semiconductor Schottky contact structure consisting of a metal electrode and a semiconductor, and light having an energy greater than a Schottky barrier height and smaller than the forbidden band width of the semiconductor is absorbed within the metal electrode and is converted into a photoelectric converter. In the Schottky barrier type infrared sensor having the function of .
本発明のショットキ障壁型赤外線センサでは、使用波長
帯の赤外光に対する金属電極の表面形状の効果が平坦な
形状の場合と同様なので、入射断面積が等しく光源が同
一ならばどちらの形状でも金属内部に入射する光量は等
しい。しかし、凹凸形状の場合金属電極の厚さが変わら
ずともその体積が増大するため赤外光の吸収確率が改善
される。In the Schottky barrier type infrared sensor of the present invention, the effect of the surface shape of the metal electrode on infrared light in the used wavelength band is the same as that of a flat shape. The amount of light incident inside is equal. However, in the case of an uneven shape, the volume of the metal electrode increases even if the thickness of the metal electrode does not change, so that the absorption probability of infrared light is improved.
さらに、金属と半導体との接触面積も拡大するので、金
属／ｐ形半導体ショットキ接触におけるホットホール及
び金属／ｎ形半導体ショットキ接触におけるホット電子
の金属から半導体への注入効率が改善される。以上の理
由により、本発明のショットキ障壁型赤外線センサでは
使用波長帯の赤外光に対して量子効率が改善される。そ
してこの赤外光がショットキ障壁高さから半導体の禁制
帯幅までのエネルギー範囲内にある場合に特に改善度合
が大きい。Furthermore, since the contact area between the metal and the semiconductor is expanded, the injection efficiency of hot holes in a metal/p-type semiconductor Schottky contact and hot electrons in a metal/n-type semiconductor Schottky contact from the metal to the semiconductor is improved. For the above reasons, the Schottky barrier type infrared sensor of the present invention has improved quantum efficiency for infrared light in the used wavelength band. The degree of improvement is particularly large when this infrared light is within the energy range from the Schottky barrier height to the forbidden band width of the semiconductor.
次に本発明の実施例について図面を参照して説明する。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
第１図は本発明の一実施例の縦断面構造図で、（ａｌは
金属／半導体ショットキ接触部分拡大図、ｆｂｌは全体
概要図である。FIG. 1 is a vertical cross-sectional structural view of one embodiment of the present invention, (al is an enlarged view of a metal/semiconductor Schottky contact part, and fbl is an overall schematic view.
第１図の実施例は代表的なショットキ障壁型赤外線セン
サである裏面照射型のｐ ｔ Ｓ ｉ／ｐ形単結晶Ｓｉ
ショットキ障壁型赤外線センサを想定している。Ｐｔ５
ｉｌとｐ形単結晶Ｓｉ基板２との接触界面に角張った部
分があると暗電流の増加や耐逆電圧の低下の原因となる
ので接触面は曲面であり、第１図（ａｌに示すようにＰ
ｔＳｉ １の断面は波状となっている。ｐｔｓｉｌがこ
の形状のまま紙面に垂直な方向に伸びているとすると、
各種の回折格子と類似しており大体格子定数に相当する
凹凸のピッチより波長の長い赤外光に対してほぼ鏡面と
して作用する。このセンサでは遮断波長が５〜６μｍで
あり４μｍ付近の赤外光検出に用いられることが多い。The embodiment shown in FIG. 1 is a back-illuminated type p t Si/p type single crystal Si which is a typical Schottky barrier type infrared sensor.
A Schottky barrier type infrared sensor is assumed. Pt5
If there is an angular part at the contact interface between IL and p-type single crystal Si substrate 2, it will cause an increase in dark current and a decrease in reverse voltage resistance. niP
The cross section of tSi 1 is wavy. If ptsil continues in this shape and extends in the direction perpendicular to the paper surface,
It is similar to various types of diffraction gratings and acts almost as a mirror surface for infrared light whose wavelength is longer than the pitch of the concavities and convexities, which roughly corresponds to the lattice constant. This sensor has a cutoff wavelength of 5 to 6 μm, and is often used to detect infrared light around 4 μm.
この波長に対して凹凸のピッチはＳｔの屈折率約３．４
を考慮すると大きくとも１μｍ程度である。ｐｔｓｚの
膜厚は第１図＋ａｌ及び（１））ではかなり誇張されて
いるが、高い量子効率を得るためには数ｎｍにする必要
がある。従って、Ｐｔ５ｉｌの膜厚は凹凸のピッチや高
低差と比較すると桁違いに小さく、この場合同一の膜厚
ならばＰｔ５ｉｌにおける赤外光の吸収確率の改善度合
もホントキャリアの注入効率同様Ｐｔ５ｉｌとｐ形単結
晶Ｓｉ基板２との接触面積増大分にほぼ比例する。−例
としてＰｔＳｉ １の断面形状が半円の組合せから成る
波状とし、前述のようにこの形状のまま紙面に垂直な方
向に伸びているとすると、接触面積は平坦な形状の場合
に比べ（π／２）倍となる。For this wavelength, the pitch of the unevenness is about 3.4, the refractive index of St.
Taking this into account, it is approximately 1 μm at most. Although the film thickness of ptsz is considerably exaggerated in FIG. 1+al and (1)), it needs to be several nm in order to obtain high quantum efficiency. Therefore, the film thickness of Pt5il is an order of magnitude smaller than the pitch and height difference of the unevenness, and in this case, if the film thickness is the same, the degree of improvement in the absorption probability of infrared light in Pt5il is similar to that of Pt5il, as is the injection efficiency of real carriers. It is approximately proportional to the increase in the contact area with the single crystal Si substrate 2. - As an example, if the cross-sectional shape of PtSi 1 is a wavy shape consisting of a combination of semicircles, and if it extends in the direction perpendicular to the plane of the paper as described above, the contact area will be (π /2) Doubles.
第１図（ｂｌにより全体構成の概要について述べる。An overview of the overall configuration will be described with reference to FIG. 1 (bl).
両面とも鏡面に磨かれたｐ形単結晶Ｓｉ基板２において
赤外光１１の入射面すなわち裏面には反射防止膜１０を
施しである。基板表面にはショットキ接触形成部分に凹
凸形状を付けた後にｐｔ３ｉ１を薄膜状に設けである。An antireflection film 10 is applied to the incident surface of the infrared light 11, that is, the back surface of the p-type single-crystal Si substrate 2, which has both surfaces mirror-polished. A thin film of pt3i1 was provided on the surface of the substrate after forming an uneven shape on the Schottky contact forming portion.
ＰｔＳｉ １の周囲には電界集中を緩和するため、ｎ形
のガードリング３が施しである。ｐｔ３ｉ１周辺の基板
表面は熱酸化膜（ＳｉＯ□）５で覆ってあり、さらにＰ
ｔ５ｉｌ上及び熱酸化膜５上をＣＶＤ法等で形成したシ
リコン酸化物（Ｓ ｉＯ，Ｓ ｉｏｚ ）あるいはシリ
コン窒化物（Ｓ ｉ Ｎ、 Ｓ ｉ ３ Ｎａなど）
等から成る絶縁膜６で覆っである。ＰｔＳｉ １を透過
した赤外光を再利用するため、絶縁膜６上のＰｔＳｉ１
冊
と対向する部分にアルミニウム等の金属反射膜８を設け
である。ｐｔ３ｉ１において光電変換によって発生した
光信号電荷をセンサ外部に取り出すため、ｐｔ３ｉ１の
一部とオーミック接触するｎ形の高濃度不純物領域４が
設けてあり、そこからアルミニウム等の金属配線７を引
き出しである。An n-type guard ring 3 is provided around the PtSi 1 to alleviate electric field concentration. The substrate surface around pt3i1 is covered with a thermal oxide film (SiO□) 5, and P
Silicon oxide (S iO, S ioz ) or silicon nitride (S i N, S i 3 Na, etc.) formed on the t5il and the thermal oxide film 5 by CVD method etc.
It is covered with an insulating film 6 consisting of, etc. In order to reuse the infrared light transmitted through the PtSi 1, the PtSi 1 on the insulating film 6 is
A metal reflective film 8 made of aluminum or the like is provided on the portion facing the book. In order to take out the optical signal charges generated by photoelectric conversion in the pt3i1 to the outside of the sensor, an n-type high concentration impurity region 4 is provided which makes ohmic contact with a part of the pt3i1, and a metal wiring 7 made of aluminum or the like is drawn out from there. .
センサ゛の表面側最外部は保護膜９で覆っている。The outermost surface side of the sensor is covered with a protective film 9.
なお、本発明のショットキ障壁型赤外線センサは他の金
属材料や半導体材料でも実現することができる。また、
実施例で取り上げたようなＳｔショットキ障壁型赤外線
センサには、重要な応用分野として電子走査の赤外縞線
固体イメージセンサの受光部があるが、本発明のセンサ
をそれに用いて高感度化することも可能である。Note that the Schottky barrier type infrared sensor of the present invention can be realized using other metal materials or semiconductor materials. Also,
An important application field of the St Schottky barrier type infrared sensor as discussed in the examples is the light receiving part of an electronic scanning infrared striped solid-state image sensor, and the sensor of the present invention can be used therein to increase sensitivity. It is also possible.
以上説明したように本発明のショットキ障壁型赤外線セ
ンサは、金属／半導体ショットキ接触構造の構成要素で
ある金属電極がほぼ均一の厚さで、かつ使用波長帯の赤
外光に関して無視し得る程度のピッチ及び高低差から成
る凹凸形状を有することで従来のものより金属における
その赤外光の吸収確率及びホットキャリアの注入効率の
点で優れている。この結果従来より高い量子効率を示し
、より微弱な赤外光の検知やわずかな温度差の検出がで
きる効果がある。なお改善効果は使用波長帯の赤外光が
ショットキ障壁高さから半導体の禁制帯幅までのエネル
ギー範囲内にある場合、特に顕著である。As explained above, in the Schottky barrier type infrared sensor of the present invention, the metal electrode, which is a component of the metal/semiconductor Schottky contact structure, has a substantially uniform thickness and a negligible amount of infrared light in the used wavelength band. By having an uneven shape consisting of pitch and height difference, it is superior to conventional ones in terms of absorption probability of infrared light in metal and injection efficiency of hot carriers. As a result, it exhibits higher quantum efficiency than conventional technology, making it possible to detect weaker infrared light and detect slight temperature differences. The improvement effect is particularly remarkable when the infrared light in the wavelength band used is within the energy range from the Schottky barrier height to the forbidden band width of the semiconductor.
第１図は本発明の一実施例の縦断面構造図で、（ａ）は
金属／半導体ショットキ接触部分拡大図、（ｂ）は全体
概略図である。
第２図はショットキ障壁型赤外線センサのエネルギー帯
構造及び光電変換機構の説明図で、＋ａ）が金属／ｐ形
半導体ショットキ接触の場合、（ｂｌが金属／ｎ形半導
体ショットキ接触の場合である。
１・・・金属（Ｐ ｔ Ｓ ｉ）
２・・・半導体（ｐ形Ｓｉ基板）
３・・・ｎ形ガードリング
４・・・ｎ形高濃度不純物領域
ｚ
５・・・熱酸化膜（Ｓ ｉ Ｏ□）
６・・・絶縁膜
７・・・金属配線
８・・・金属反射膜
９・・・保護膜
１０・・・反射防止膜
１１・・・赤外光
１２・・・ホントホール
１３・・・ホット電子
１４・・・金属
１５・・・ｐ形半導体
１６・・・ｎ形半導体
１７・・・絶縁体
１８・・・禁制体
２１・・・価電子帯
２３・・・伝導帯
２６・・・電子
２８・・・バイアス
代理人弁理士 岩 佐 義 幸（ａ）
（ｂ）
第１図
絶縁体 金属 ｒ１形半導体
第２図FIG. 1 is a vertical cross-sectional structural view of an embodiment of the present invention, in which (a) is an enlarged view of a metal/semiconductor Schottky contact part, and (b) is an overall schematic view. FIG. 2 is an explanatory diagram of the energy band structure and photoelectric conversion mechanism of a Schottky barrier type infrared sensor, where +a) is a metal/p-type semiconductor Schottky contact and (bl is a metal/n-type semiconductor Schottky contact). 1...Metal (PtSi) 2...Semiconductor (p-type Si substrate) 3...N-type guard ring 4...N-type high concentration impurity region z 5...Thermal oxide film (S i O ... Hot electron 14 ... Metal 15 ... P-type semiconductor 16 ... N-type semiconductor 17 ... Insulator 18 ... Forbidden body 21 ... Valence band 23 ... Conduction band 26 ...Electronic 28... Bias attorney Yoshiyuki Iwasa (a) (b) Figure 1 Insulator Metal R1 type semiconductor Figure 2
Claims (1)
トキ接触構造を有し、ショットキ障壁高さより大きく前
記半導体の禁制帯幅より小さいエネルギーを持つ光に関
しては前記金属電極内で吸収し、光電変換する機能を有
するショットキ障壁型赤外線センサにおいて、前記金属
電極がほぼ均一の厚さでかつ使用波長帯の赤外光に関し
て無視し得る程度のピッチ及び高低差から成る凹凸形状
を有することを特徴とするショットキ障壁型赤外線セン
サ。(1) It has a metal/semiconductor Schottky contact structure consisting of a metal electrode and a semiconductor, and light with energy greater than the Schottky barrier height and smaller than the forbidden band width of the semiconductor is absorbed within the metal electrode and photoelectrically converted. A Schottky barrier-type infrared sensor having a Schottky barrier function, wherein the metal electrode has an uneven shape having a substantially uniform thickness and a negligible pitch and height difference with respect to infrared light in the used wavelength band. Barrier type infrared sensor.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62032402A JP2659184B2 (en) | 1987-02-17 | 1987-02-17 | Shotwood barrier type infrared sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62032402A JP2659184B2 (en) | 1987-02-17 | 1987-02-17 | Shotwood barrier type infrared sensor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63200577A true JPS63200577A (en) | 1988-08-18 |
| JP2659184B2 JP2659184B2 (en) | 1997-09-30 |
Family
ID=12357960
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP62032402A Expired - Lifetime JP2659184B2 (en) | 1987-02-17 | 1987-02-17 | Shotwood barrier type infrared sensor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2659184B2 (en) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPH022692A (en) * | 1987-12-21 | 1990-01-08 | Sangamo Weston Inc | Infrared detecting trenched schottky barrier photodiode |
| US5154514A (en) * | 1991-08-29 | 1992-10-13 | International Business Machines Corporation | On-chip temperature sensor utilizing a Schottky barrier diode structure |
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| CN1103500C (en) * | 1999-09-03 | 2003-03-19 | 北京大学 | Infield-aided metal ultramicro-particle/medium composite photoelectric emitting film and its application |
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1987
- 1987-02-17 JP JP62032402A patent/JP2659184B2/en not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Publication date |
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| JP2659184B2 (en) | 1997-09-30 |
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