JP2697181B2 - 赤外線検知器の製造方法 - Google Patents
赤外線検知器の製造方法Info
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- JP2697181B2 JP2697181B2 JP1229735A JP22973589A JP2697181B2 JP 2697181 B2 JP2697181 B2 JP 2697181B2 JP 1229735 A JP1229735 A JP 1229735A JP 22973589 A JP22973589 A JP 22973589A JP 2697181 B2 JP2697181 B2 JP 2697181B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔概 要〕 裏面入射型赤外線検知器のうち、特にレンズを設けた
赤外線検知アレイの製造方法に関し、 製造工程を簡略にして、且つ、検知アレイを高性能化
させることを目的とし、 赤外線透過基板の受光面に球状マスクを形成し、該球
状マスクと共に前記基板をイオンミリングして該基板面
にレンズを形成するレンズ作製工程と、次いで、該レン
ズを通して光を照射し、前記基板の反対面に焦点を結ば
せて局部的に加熱し、該加熱部分に検知素子層を選択成
長させる気相エピタキシャル成長工程とが含まれてなる
ことを特徴とする。
赤外線検知アレイの製造方法に関し、 製造工程を簡略にして、且つ、検知アレイを高性能化
させることを目的とし、 赤外線透過基板の受光面に球状マスクを形成し、該球
状マスクと共に前記基板をイオンミリングして該基板面
にレンズを形成するレンズ作製工程と、次いで、該レン
ズを通して光を照射し、前記基板の反対面に焦点を結ば
せて局部的に加熱し、該加熱部分に検知素子層を選択成
長させる気相エピタキシャル成長工程とが含まれてなる
ことを特徴とする。
本発明は裏面入射型赤外線検知器の製造方法に係り、
特にレンズを設けた赤外線検知アレイの製造方法に関す
る。
特にレンズを設けた赤外線検知アレイの製造方法に関す
る。
赤外線撮像などに使用される赤外線検知器が急速な進
歩をみせて、ハイテク産業への広い応用が展開されつつ
ある。第４図（ａ），（ｂ）はそのような裏面入射型赤
外線検知器を示す図で、同図（ａ）は平面図，同図
（ｂ）はそのAA断面図である。図中の記号１はCdTe基
板,2はpn接合を有するHgCdTe層,3はInバンプ電極,4は信
号読み出しCCDである。通常、赤外線検知器は受光部分
と電荷転送部分とが異種材料のハイブリッド型に構成さ
れ、受光部分はアレイ状の光起電力型素子から構成され
ている。且つ、図のように、CdTe基板１の受光面は１セ
ル（素子）当り１つずつのレンズ５が設けられて、各セ
ルへの入射光量が増大されて感度の向上が図られてい
る。このレンズ５は、第５図に示すレンズ部分図のよう
に、例えば、レンズ５までの高さ寸法ｔ＝223μm,レン
ズの幅ｄ＝100μm,CdTe基板１の厚みｌ＝200μm,レンズ
間の距離ｐ＝120μｍにして、焦点ｆ＝２とするレンズ
で、HgCdTe部２に焦点が結ばれる構造である。
歩をみせて、ハイテク産業への広い応用が展開されつつ
ある。第４図（ａ），（ｂ）はそのような裏面入射型赤
外線検知器を示す図で、同図（ａ）は平面図，同図
（ｂ）はそのAA断面図である。図中の記号１はCdTe基
板,2はpn接合を有するHgCdTe層,3はInバンプ電極,4は信
号読み出しCCDである。通常、赤外線検知器は受光部分
と電荷転送部分とが異種材料のハイブリッド型に構成さ
れ、受光部分はアレイ状の光起電力型素子から構成され
ている。且つ、図のように、CdTe基板１の受光面は１セ
ル（素子）当り１つずつのレンズ５が設けられて、各セ
ルへの入射光量が増大されて感度の向上が図られてい
る。このレンズ５は、第５図に示すレンズ部分図のよう
に、例えば、レンズ５までの高さ寸法ｔ＝223μm,レン
ズの幅ｄ＝100μm,CdTe基板１の厚みｌ＝200μm,レンズ
間の距離ｐ＝120μｍにして、焦点ｆ＝２とするレンズ
で、HgCdTe部２に焦点が結ばれる構造である。
且つ、この受光部になる赤外線検知アレイはCdTe基板
１にHgCdTe層２を成長させ、次に、レンズを形成する製
造方法によつて作製されている。そのCdTe基板１にHgCd
Te層２を成長させる場合、全面にHgCdTe層を成長させた
後、フォトリソグラフィ技術を用いてパターンニングす
る方法が採られているが、選択成長法も使用されてい
る。従来のHgCdTe層２の選択成長とは、CdTe基板に凹部
を形成し、凹部に反応ガスが停留し易いことを利用し
て、その凹部にHgCdTeを選択成長させる方法である。
１にHgCdTe層２を成長させ、次に、レンズを形成する製
造方法によつて作製されている。そのCdTe基板１にHgCd
Te層２を成長させる場合、全面にHgCdTe層を成長させた
後、フォトリソグラフィ技術を用いてパターンニングす
る方法が採られているが、選択成長法も使用されてい
る。従来のHgCdTe層２の選択成長とは、CdTe基板に凹部
を形成し、凹部に反応ガスが停留し易いことを利用し
て、その凹部にHgCdTeを選択成長させる方法である。
しかし、そのように、HgCdTe層を成長した後にレンズ
を形成する製造方法は、両工程に関連がなく、微細な加
工のために、レンズの焦点がHgCdTe層２に一致するとは
限らない。
を形成する製造方法は、両工程に関連がなく、微細な加
工のために、レンズの焦点がHgCdTe層２に一致するとは
限らない。
本発明はそのような問題点を解消させて、製造工程を
簡略にし、且つ、検知アレイを高性能化させることを目
的とした製造方法を提案するものである。
簡略にし、且つ、検知アレイを高性能化させることを目
的とした製造方法を提案するものである。
その課題は、第１図および第２図のように、赤外線透
過基板１の受光面にマスク６を形成し、該マスクと共に
前記基板をイオンミリングして該基板面にレンズ５を形
成するレンズ作製工程と、 次いで、第３図のように、該レンズを通して光を照射
し、前記基板の反対面に焦点を結ばせて局部的に加熱
し、該加熱部分に検知素子層２を選択成長させる気相エ
ピタキシャル成長工程とが含まれる製造方法によつて解
決される。
過基板１の受光面にマスク６を形成し、該マスクと共に
前記基板をイオンミリングして該基板面にレンズ５を形
成するレンズ作製工程と、 次いで、第３図のように、該レンズを通して光を照射
し、前記基板の反対面に焦点を結ばせて局部的に加熱
し、該加熱部分に検知素子層２を選択成長させる気相エ
ピタキシャル成長工程とが含まれる製造方法によつて解
決される。
即ち、本発明は、予め基板の受光面にマスク（例えば
レジスト）を用いてレンズを作製しておき、次いで、そ
のレンズを利用して局部的加熱によって検知素子層を選
択成長させる。そうすれば、検知素子層に焦点が一致し
て高性能な検知アレイが得られ、しかも、製造工程が簡
略になる。
レジスト）を用いてレンズを作製しておき、次いで、そ
のレンズを利用して局部的加熱によって検知素子層を選
択成長させる。そうすれば、検知素子層に焦点が一致し
て高性能な検知アレイが得られ、しかも、製造工程が簡
略になる。
以下に図面を参照して実施例によつて詳細に説明す
る。
る。
第１図（ａ）〜（ｅ）および第２図（ａ）〜（ｅ）は
本発明にかかるレンズ作製工程の工程順断面図と工程順
平面図を示しており、第１図に示す断面図は部分断面、
第２図に示す平面図は全体の平面図を示している。この
両図を参照して、レンズ作製工程を説明すると、 第１図（ａ）および第２図（ａ）参照；まず、CdTe基板
１の全面にレジスト６（マスク）を塗布して厚みＤを所
要値（例えば30μｍ程度）になるようにする。この厚み
Ｄは塗布する前のレジスト粘度とレジスト塗布機（スピ
ンナー）の回転数によって決めることができる。
本発明にかかるレンズ作製工程の工程順断面図と工程順
平面図を示しており、第１図に示す断面図は部分断面、
第２図に示す平面図は全体の平面図を示している。この
両図を参照して、レンズ作製工程を説明すると、 第１図（ａ）および第２図（ａ）参照；まず、CdTe基板
１の全面にレジスト６（マスク）を塗布して厚みＤを所
要値（例えば30μｍ程度）になるようにする。この厚み
Ｄは塗布する前のレジスト粘度とレジスト塗布機（スピ
ンナー）の回転数によって決めることができる。
第１図（ｂ）および第２図（ｂ）参照；次いで、フォト
リソグラフィ技術を用いてレジスト６をパターンニング
して、円柱形のレジストをアレイ状に形成する。
リソグラフィ技術を用いてレジスト６をパターンニング
して、円柱形のレジストをアレイ状に形成する。
第１図（ｃ）および第２図（ｃ）参照；次いで、温度10
0〜200℃でベーキングして溶媒を蒸発させ、円柱形のレ
ジストを乾燥させて半球状のレジスト６に変成させる。
このレンズ作製工程においては、この球状レジストの形
状が極めて大切である。
0〜200℃でベーキングして溶媒を蒸発させ、円柱形のレ
ジストを乾燥させて半球状のレジスト６に変成させる。
このレンズ作製工程においては、この球状レジストの形
状が極めて大切である。
第１図（ｂ）および第２図（ｄ）参照；次いで、アルゴ
ンガスを用いたイオンミリング法によつて全面ミリング
をおこない、レジスト６とCdTe基板１とを同時に削り取
る。本図はそのイオンミリング工程途中を図示してい
る。
ンガスを用いたイオンミリング法によつて全面ミリング
をおこない、レジスト６とCdTe基板１とを同時に削り取
る。本図はそのイオンミリング工程途中を図示してい
る。
第１図（ｅ）および第２図（ｅ）参照；かくして、レジ
スト６が完全に除去されてCdTe基板１面にレンズ５が形
成される。
スト６が完全に除去されてCdTe基板１面にレンズ５が形
成される。
次に、第３図（ａ），（ｂ）は本発明にかかるHgCdTe
層の選択成長工程を説明する図で、同図（ａ）は気相エ
ピタキシャル成長装置、同図（ｂ）は選択成長後のCdTe
基板の部分断面図を示している。
層の選択成長工程を説明する図で、同図（ａ）は気相エ
ピタキシャル成長装置、同図（ｂ）は選択成長後のCdTe
基板の部分断面図を示している。
第３図（ａ）に示す気相エピタキシャル成長装置にお
いて、記号１はレンズ５を作製したCdTe基板,10は反応
チャンバ,11は高周波加熱コイル,12は反応ガス導入口,1
3は排気口,14は光透過窓,15は水銀灯である。その選択
成長方法を説明すると、反応チャンバ10内にレンズアレ
イを形成したCdTe基板１を収容し、レンズ５が光透過窓
14に対向するように装着する。反応ガス導入口12から水
素ガスをキャリアガスとして、ジメチルカドミウム（約
10-5atm），ジアイソプソピルテルル（約10-5atm），水
銀（約10-3atm）を供給して、最初に、高周波加熱コイ
ル11によってCdTe基板１を350℃に加熱して、レンズア
レイとは反対面のCdTe基板１の全面に0.2μｍ程度のHgC
dTe層２′（このHgCdTe層２′は共通電極にするために
形成されるもの）を成長させ、次に、温度を300℃に下
げて水銀灯15を光透過窓14から照射し、CdTe基板の反対
面に焦点を結ばせて局部的に加熱し、加熱部分に島状の
HgCdTe層２を選択成長させる。かくして、水銀灯15を照
射して12時間選択成長させた結果、50μｍ程度のHg1-xC
dxTe層（ｘ＝0.22）２を成長させることができる。第３
図（ｂ）はその部分断面図を示している。
いて、記号１はレンズ５を作製したCdTe基板,10は反応
チャンバ,11は高周波加熱コイル,12は反応ガス導入口,1
3は排気口,14は光透過窓,15は水銀灯である。その選択
成長方法を説明すると、反応チャンバ10内にレンズアレ
イを形成したCdTe基板１を収容し、レンズ５が光透過窓
14に対向するように装着する。反応ガス導入口12から水
素ガスをキャリアガスとして、ジメチルカドミウム（約
10-5atm），ジアイソプソピルテルル（約10-5atm），水
銀（約10-3atm）を供給して、最初に、高周波加熱コイ
ル11によってCdTe基板１を350℃に加熱して、レンズア
レイとは反対面のCdTe基板１の全面に0.2μｍ程度のHgC
dTe層２′（このHgCdTe層２′は共通電極にするために
形成されるもの）を成長させ、次に、温度を300℃に下
げて水銀灯15を光透過窓14から照射し、CdTe基板の反対
面に焦点を結ばせて局部的に加熱し、加熱部分に島状の
HgCdTe層２を選択成長させる。かくして、水銀灯15を照
射して12時間選択成長させた結果、50μｍ程度のHg1-xC
dxTe層（ｘ＝0.22）２を成長させることができる。第３
図（ｂ）はその部分断面図を示している。
上記実施例のようにして受光部になる赤外線検知アレ
イを形成すれば、既に作製したレンズアレイを利用して
HgCdTe層を選択成長させることができ、従来法のよう
に、最初に形成したアレイ状のHgCdTe層に一致するよう
にレンズアレイを形成する方法と比べ、本発明にかかる
形成方法は位置合わせが必要なくなるなど、製造工程が
簡単化される。しかも、レンズの焦点がHgCdTe層に一致
した高性能な検知アレイが得られる。
イを形成すれば、既に作製したレンズアレイを利用して
HgCdTe層を選択成長させることができ、従来法のよう
に、最初に形成したアレイ状のHgCdTe層に一致するよう
にレンズアレイを形成する方法と比べ、本発明にかかる
形成方法は位置合わせが必要なくなるなど、製造工程が
簡単化される。しかも、レンズの焦点がHgCdTe層に一致
した高性能な検知アレイが得られる。
なお、上記赤外線透過基板としてCdTe結晶の他、サフ
ァイヤ,GaAs,Si等を用い、また、検知素子としてはHgCd
Teの他、PbSnTe,InSb,InAsなどを用いることができる。
ァイヤ,GaAs,Si等を用い、また、検知素子としてはHgCd
Teの他、PbSnTe,InSb,InAsなどを用いることができる。
以上の説明から明らかなように、本発明にかかる製造
法は最初にレンズアレイを作製し、そのレンズアレイを
利用して検知素子層を選択成長させる製造方法であるか
ら、検知素子層にレンズの焦点が一致した高性能な検知
アレイが形成されて、しかも、その製造工程が簡単にな
る効果が得られる。従って、赤外線検知器の高性能化と
低価格化とを同時に実現することができる。
法は最初にレンズアレイを作製し、そのレンズアレイを
利用して検知素子層を選択成長させる製造方法であるか
ら、検知素子層にレンズの焦点が一致した高性能な検知
アレイが形成されて、しかも、その製造工程が簡単にな
る効果が得られる。従って、赤外線検知器の高性能化と
低価格化とを同時に実現することができる。
第１図（ａ）〜（ｅ）は本発明にかかるレンズ作製工程
の工程順断面図、 第２図（ａ）〜（ｅ）は本発明にかかるレンズ作製工程
の工程順平面図、 第３図（ａ），（ｂ）は本発明にかかるHgCdTe層の選択
成長工程を説明する図、 第４図（ａ），（ｂ）は赤外線検知器を示す図、 第５図はレンズ部分図である。 図において、 １はCdTe基板（赤外線透過基板）、 2,2′はHgCdTe層（検知素子層）、 ３はInバンプ電極、 ４は信号読み出しCCD、 ５はレンズ、 ６はレジスト（マスク）、 10は反応チャンバ、 11は高周波加熱コイル、 12は反応ガス導入口、 13は排気口、 14は光透過窓、 15は水銀灯 を示している。
の工程順断面図、 第２図（ａ）〜（ｅ）は本発明にかかるレンズ作製工程
の工程順平面図、 第３図（ａ），（ｂ）は本発明にかかるHgCdTe層の選択
成長工程を説明する図、 第４図（ａ），（ｂ）は赤外線検知器を示す図、 第５図はレンズ部分図である。 図において、 １はCdTe基板（赤外線透過基板）、 2,2′はHgCdTe層（検知素子層）、 ３はInバンプ電極、 ４は信号読み出しCCD、 ５はレンズ、 ６はレジスト（マスク）、 10は反応チャンバ、 11は高周波加熱コイル、 12は反応ガス導入口、 13は排気口、 14は光透過窓、 15は水銀灯 を示している。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−308927（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−150976（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−111416（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−267313（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】赤外線透過基板の受光面にマスクを形成
し、該マスクと共に前記基板をイオンミリングして該基
板面にレンズを形成するレンズ作製工程と、 次いで、該レンズを通して光を照射し、前記基板の反対
面に焦点を結ばせて局部的に加熱し、該加熱部分に検知
素子層を選択成長させる気相エピタキシャル成長工程と
が含まれてなることを特徴とする赤外線検知器の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1229735A JP2697181B2 (ja) | 1989-09-04 | 1989-09-04 | 赤外線検知器の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1229735A JP2697181B2 (ja) | 1989-09-04 | 1989-09-04 | 赤外線検知器の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0391960A JPH0391960A (ja) | 1991-04-17 |
| JP2697181B2 true JP2697181B2 (ja) | 1998-01-14 |
Family
ID=16896869
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1229735A Expired - Lifetime JP2697181B2 (ja) | 1989-09-04 | 1989-09-04 | 赤外線検知器の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2697181B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04133456U (ja) * | 1991-05-31 | 1992-12-11 | 日本電気株式会社 | 赤外線イメージセンサおよび赤外線検知器 |
| FR2838561B1 (fr) * | 2002-04-12 | 2004-09-17 | Commissariat Energie Atomique | Matrice de photodectecteurs, a pixels isoles par des murs, hybridee sur un circuit de lecture |
| DE102009013112A1 (de) | 2009-03-13 | 2010-09-16 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Verfahren zur Herstellung einer Vielzahl von mikrooptoelektronischen Bauelementen und mikrooptoelektronisches Bauelement |
-
1989
- 1989-09-04 JP JP1229735A patent/JP2697181B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0391960A (ja) | 1991-04-17 |
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