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Manufacture of photoconductive infrared detector

阅读:764发布:2021-04-06

专利汇可以提供Manufacture of photoconductive infrared detector专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且PURPOSE:To form a uniform passive-state film on a light receiving part of an n-type HgCdTe without metallic or organic contaminations in a manufacturing step for a photoconductive infrared detector with the n-type HgCdTe. CONSTITUTION:An photoconductive infrared detector 11 with an n-type HgCdTe is mounted on a substrate 16 in a chamber of an ultraviolet-ray aided oxide-film forming apparatus. While zone generated by a silent discharge-type ozonizer 14 is conducted in the chamber, an ultraviolet ray is radiated from a low- pressure mercury lamp 12. Then, an oxygen radical is produced, and a passive- state film is produced on the light receiving part of the photoconductive infrared detector 11.,下面是Manufacture of photoconductive infrared detector专利的具体信息内容。

【特許請求の範囲】
  • 【請求項1】 化合物半導体を用いた光伝導型赤外線検出器の製造法において、オゾンを反応性ガスとして用いた紫外線助成酸化皮膜形成法によって不働態皮膜を形成することを特徴とする光伝導型赤外線検出器の製造方法。
  • 说明书全文

    【発明の詳細な説明】

    【0001】

    【産業上の利用分野】本発明は、光伝導型赤外線検出器の製造方法に関し、とくに化合物半導体の不働態皮膜の形成方法に関するものである。

    【0002】

    【従来の技術】化合物半導体を用いた光伝導型赤外線検出器はII−VI属化合物半導体、例えばn型HgCd
    Teを用いており、通常8〜15素子の受光部が一列に配列されている。 上記n型HgCdTe表面の不働態皮膜は、正の固定電荷として上記n型HgCdTeの少数キャリアの表面再結合を抑制し、赤外線検出器の出信号を増大するため、受光部の表面、裏面及び側面に形成されている。

    【0003】従来、上記n型HgCdTeの不働態皮膜形成方法としては,図3に示すように0.1M KOH
    −90%エチレングリコール溶液36中にてPt、I
    r、C当の陰極35に対してサファイアウェハー32上の上記n型HgCdTe31を作用極として接続し、1
    2〜26Vの化成電圧を印加した湿式陽極酸化法で行われていた。

    【0004】

    【発明が解決しようとする課題】湿式陽極酸化法によって均一な不働態皮膜を形成するためには、作用極31に流れ込む電流分布が一様でなければならない。 しかしながら、上記赤外線検出器の受光部のように複雑な形状を有する作用極31を用いて湿式陽極酸化処理を施すと、
    電流は作用極31の細部及び鋭部に優先的に分布する。 その結果、形成された不働態皮膜は不均一な皮膜となり、時には過剰電流によって上記細部及び鋭角部が上記電解液中に溶解する。

    【0005】また湿式陽極酸化法では、作用極であるn
    型HgCdTe31に化成電圧を印加するための電極3
    3の形成を行なう。 上記金属電極33は通常蒸着法などによるAuやTiからなるが、上記電解液と接触しないよう電気絶縁性ワックス34で被覆する必要がある。 上記電気絶縁性ワックス34及び電極33は上記湿式陽極酸化法により不働態皮膜形成後は、不要となるため、洗浄及びエッチングによって除去しなければならない。 上記工程は、赤外線検出器製造工程を複雑にするばかりでなく、有機物及び金属により汚染も招く。

    【0006】湿式陽極酸化法によって生じる上記問題点は、いずれも赤外線検出器の特性劣化の原因となることから、乾式不働態皮膜形成法として図4に示すプラズマ陽極酸化が提案された。 しかしながら上記プラズマ陽極酸化法においても、不働態皮膜形成を施す作用極41にバイアスを印加することによって不働態皮膜が不均一となり,また形成された不働態皮膜は上記赤外線検出器の固定電荷として不適(0.5〜2.5V)であるため、
    上記赤外線検出器の不働態皮膜形成方法としては適していない。

    【0007】

    【課題を解決するための手段】以上のような問題点を解決すべく本発明の赤外線検出器の製造方法は、化合物半導体を用いた赤外線検出器の不働態皮膜をオゾンガスを用いた紫外線助成酸化膜形成法によって形成することを特徴としている。

    【0008】

    【実施例】本発明の不働態皮膜の形成方法を図を用いて以下に詳細に説明する。

    【0009】図1はオゾンガスを用いた紫外線助成酸化皮膜形成装置の概略図、また図2は不働態皮膜を形成する赤外線検出器11の構造を示した図である。 図2でn
    型HgCdTe21は、研磨及びエッチングにより鏡面状に仕上げサファイアウェハー22に貼付せる。 次に受光部となる部分を除いて金属電極23、ここではCr
    (500A)、Au(500A)を順に蒸着法によって形成した後、イオンミリングによって赤外線検出器の形状に加工する。

    【0010】上記工程によって製造した赤外線検出器1
    1を不働態皮膜形成装置チャンバー内の基板16上におき、無声放電式オゾン発生器14で発生した約10%オゾンをチャンバー内に導入する。 次に254nmにピーク波長をもつ低圧銀ランプ12によって紫外線を照射し、オゾンを分解して酸素ラジカルを生成する。 この酸素ラジカラル雰囲気中において、赤外線検出器11の受光部となるn型HgCdTe21の不働態皮膜を形成するが、成膜条件は基板温度80℃、酸化時間15分である。 なお図1では13はランプ電源、15は高圧電源、
    17は湿度コントローラ、18オゾンスクラバー、19
    はN 2供給バルブ、20はO 2供給バルブである。

    【0011】以上に示したように本発明の不働態皮膜形成方法は、乾式膜法でバイアスの印加を必要としない。
    また、低圧水銀ランプ12がもつ第2のピーク波長である185nmの紫外線によって有機物が活性化されることから、不働態皮膜の形成と同時に受光部上の汚染有機物の清浄が進行するという特徴がある。 すなわち、赤外線検出11が有機物及び金属などに汚染されることなく受光部に均一な不働態皮膜が形成することができる。 また、本発明の手法において形成したn型HgCdTeの不働態皮膜は、湿式陽極酸化法による不働態皮膜と同様、10Vの固定電荷となることが確認され、これは赤外線検出器の不働態皮膜としての動きを充分満足するものである。

    【0012】

    【発明の効果】以上に詳述したように、本発明の赤外線検出器の製造法によれば、紫外線/オゾン法によって有機物及び金属に汚染されることなく、均一なHgCdT
    eの不働態皮膜を作成することが可能となる。

    【図面の簡単な説明】

    【図1】本発明の不働態皮膜形成装置の概略図である。

    【図2】赤外線検出の構造の例を示す図。

    【図3】湿式陽極酸化法による不働態皮膜形成装置の概略図。

    【図4】プラズマ陽極酸化法による不働態皮膜形成装置の概略図。

    【符号の説明】

    11…赤外線検出器 12…低圧水銀ランプ 13…ランプ電源 14…無声放電式オゾン発生器 15…高圧電源 16…基板 17…温度コントローラ 18…オゾンスクラバー 19…N 2供給バルブ 20…O 2供給バルブ 21…n型HgCdTe 22…サファイア 23…電極 31…n型HgCdTe 32…サファイアウェハー 33…電極(AuあるいはTi) 34…電気絶縁ワックス 35…対極 36…電解液(0.1M KOH−90%エチレングリコール) 39…直流電源 41…赤外線検出器

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