(57)【要約】【課題】  信頼性の高い赤外線検出素子及びその製造方法を提供する。【解決手段】  本発明に係る赤外線検出素子１は、基板２と、第１のＰＮ接合部９と第２のＰＮ接合部１０とが交互に並ぶように基板２の一方の側の主面Ａに沿って線状に延在すると共に、主面上で隣り合う部位が溝１５によって仕切られたＰＮ半導体層３と、第１のＰＮ接合部９が一方の側に露出するように第２のＰＮ接合部１０の一方の側に設けられ、第２のＰＮ接合部９を短絡させる中間電極４と、ＰＮ半導体層３の両端部Ｅ１，Ｅ２に設けられ、一方の側からの赤外線の入射によって第１のＰＮ接合部９で発生した電荷による電位の変化を出力するための端子電極５，６と、を備える。【選択図】  図１
2011003588.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
第１のＰＮ接合部と第２のＰＮ接合部とが交互に並ぶように前記基板の一方の側の主面に沿って線状に延在すると共に、前記主面上で隣り合う部位が溝によって仕切られたＰＮ半導体層と、
前記第１のＰＮ接合部が一方の側に露出するように前記第２のＰＮ接合部の一方の側に設けられ、前記第２のＰＮ接合部を短絡させる中間電極と、
前記ＰＮ半導体層の両端部に設けられ、一方の側からの赤外線の入射によって前記第１のＰＮ接合部で発生した電荷による電位の変化を出力するための端子電極と、を備えることを特徴とする赤外線検出素子。
【請求項２】
前記ＰＮ半導体層は、前記基板の一方の側の主面に沿って蛇行状に延在することを特徴とする請求項１に記載の赤外線検出素子。
【請求項３】
前記ＰＮ半導体層は、前記基板の一方の側の主面に沿って渦巻状に延在することを特徴とする請求項１に記載の赤外線検出素子。
【請求項４】
第１のＰＮ接合部と第２のＰＮ接合部とが交互に並ぶように基板の一方の側の主面に沿って線状に延在すると共に、前記主面上で隣り合う部位が溝によって仕切られたＰＮ半導体層を形成するために、前記主面に沿って交互に並ぶようにＰ型導電層とＮ型導電層とを形成する導電層形成工程と、
前記導電層形成工程後、前記ＰＮ半導体層を形成するために、前記溝を形成する溝形成工程と、
前記第１のＰＮ接合部が一方の側に露出するように前記第２のＰＮ接合部の一方の側に設けられ、前記第２のＰＮ接合部を短絡させる中間電極を形成する中間電極形成工程と、
前記ＰＮ半導体層の両端部に設けられ、一方の側からの赤外線の入射によって前記第１のＰＮ接合部で発生した電荷による電位の変化を出力するための端子電極を形成する端子電極形成工程と、
を含むことを特徴とする赤外線検出素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、赤外線検出素子及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の赤外線検出素子として、例えば特許文献１，２に記載されたものが知られている。特許文献１には、基板上に積層されたN型半導体層及びP型半導体層を有すると共に、溝によって互いに分離された複数の単一センサが多段に接続され、各単一センサに生じる電流の変化によって赤外線を検出する赤外線センサが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−８１２２５号公報
【特許文献２】特許３０２９４９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１記載の赤外線センサにおいては、溝によって分離された複数の単一センサを多段に接続するに際し、溝を跨いで凹凸部に配線を形成する必要があるため、その形成が容易ではない。また段差切れの可能性もあるため、製品の歩留まりが低下してしまう。更に、配線の形成により開口率が低くなると、それに伴ってセンサの感度が低下するため、信頼性が十分ではないという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、信頼性の高い赤外線検出素子及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明に係る赤外線検出素子は、基板と、第１のＰＮ接合部と第２のＰＮ接合部とが交互に並ぶように基板の一方の側の主面に沿って線状に延在すると共に、主面上で隣り合う部位が溝によって仕切られたＰＮ半導体層と、第１のＰＮ接合部が一方の側に露出するように第２のＰＮ接合部の一方の側に設けられ、第２のＰＮ接合部を短絡させる中間電極と、ＰＮ半導体層の両端部に設けられ、一方の側からの赤外線の入射によって第１のＰＮ接合部で発生した電荷による電位の変化を出力するための端子電極と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
本発明に係る赤外線検出素子では、赤外線の入射を電位の変化として出力するので、その感度は単位面積当たりのＰＮ接合の数によって決定される。このため、中間電極を形成するに際し、開口率を考慮する必要がなく、設計自由度が向上する。しかも、中間電極が溝を跨ぐことなく第２のＰＮ接合部すなわちＰＮ半導体層の一方の側に形成されることで、中間電極の形成が容易となる。このため、中間電極が精度良く確実に形成され、これによって赤外線検出素子の歩留まり向上を図ることができる。また、溝によってＰＮ半導体層を線状に仕切ることにより、簡素な構成で多数のＰＮ接合を密集させることが可能となる。従って、この赤外線検出素子によれば、赤外線検出素子の歩留まり向上を図ると共に、単位面積当たりのＰＮ接合の数を増加して赤外線検出素子の感度を向上させることが可能となるので、信頼性を向上させることができる。
【０００８】
本発明に係る赤外線検出素子において、ＰＮ半導体層は、基板の一方の側の主面に沿って蛇行状に延在することが好ましい。このような構成を採用することで、単位面積当たりのＰＮ接合の数を更に増加させることができるので、赤外線検出素子の感度の向上を図ることができる。
【０００９】
或いは、本発明に係る赤外線検出素子において、ＰＮ半導体層は、基板の一方の側の主面に沿って渦巻状に延在することが好ましい。このような構成を採用することで、単位面積当たりのＰＮ接合の数を更に増加させることができるので、赤外線検出素子の感度の向上を図ることができる。
【００１０】
本発明に係る赤外線検出素子の製造方法は、第１のＰＮ接合部と第２のＰＮ接合部とが交互に並ぶように基板の一方の側の主面に沿って線状に延在すると共に、主面上で隣り合う部位が溝によって仕切られたＰＮ半導体層を形成するために、主面に沿って交互に並ぶようにＰ型導電層とＮ型導電層とを形成する導電層形成工程と、導電層形成工程後、ＰＮ半導体層を形成するために、溝を形成する溝形成工程と、第１のＰＮ接合部が一方の側に露出するように第２のＰＮ接合部の一方の側に設けられ、第２のＰＮ接合部を短絡させる中間電極を形成する中間電極形成工程と、ＰＮ半導体層の両端部に設けられ、一方の側からの赤外線の入射によって第１のＰＮ接合部で発生した電荷による電位の変化を出力するための端子電極を形成する端子電極形成工程と、を含むことを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る赤外線検出素子の製造方法によれば、中間電極が溝を跨ぐことなく第２のＰＮ接合部すなわちＰＮ半導体層の一方の側に形成されるので、中間電極の形成が容易となり、赤外線検出素子の歩留まり向上を図ることができる。また、溝によって線状のＰＮ半導体層を仕切ることにより、簡素な構成で多数のＰＮ接合を密集させることが可能となる。従って、この赤外線検出素子の製造方法によれば、赤外線検出素子の歩留まり向上を図ると共に、単位面積当たりのＰＮ接合の数を増加して赤外線検出素子の感度を向上させることが可能となるので、信頼性の高い赤外線検出素子を得ることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、赤外線検出素子の信頼性を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る赤外線検出素子の一実施形態の平面図である。
【図２】図１のII−II線に沿っての断面図である。
【図３】（ａ）はＮ型導電層を形成する工程を説明するための断面図であり、（ｂ）はＮ型導電層を形成する工程を説明するための平面図である。
【図４】（ａ）はＰ型導電層を形成する工程を説明するための断面図であり、（ｂ）はＰ型導電層を形成する工程を説明するための平面図である。
【図５】図４の工程で形成されたＰ型導電層を示す平面図である。
【図６】（ａ）は第１のオーミックメタルを形成する工程を説明するための断面図であり、（ｂ）は第１のオーミックメタルを形成する工程を説明するための平面図である。
【図７】（ａ）は第２のオーミックメタルを形成する工程を説明するための断面図であり、（ｂ）は第２のオーミックメタルを形成する工程を説明するための平面図である。
【図８】（ａ）は電極層を形成する工程を説明するための断面図であり、（ｂ）は電極層を形成する工程を説明するための平面図である。
【図９】図８の工程で形成された電極層を示す部分平面図である。
【図１０】溝を形成する工程を説明するための平面図である。
【図１１】図１０の工程で形成された溝を示す平面図である。
【図１２】（ａ）はパッシベーション層を形成する工程を説明するための断面図であり、（ｂ）はパッシベーション層を形成する工程を説明するための平面図である。
【図１３】（ａ）は開口部を形成する工程を説明するための断面図であり、（ｂ）は開口部を形成する工程を説明するための平面図である。
【図１４】図１３の工程で形成された開口部を示す平面図である。
【図１５】他の実施形態に係る赤外線検出素子を示す平面図である。
【図１６】他の実施形態に係る赤外線検出素子を示す概略平面図である。
【図１７】他の実施形態に係る赤外線検出素子を示す概略平面図である。
【図１８】他の実施形態に係る赤外線検出素子を示す概略平面図である。
【図１９】他の実施形態に係る赤外線検出素子を示す概略平面図である。
【図２０】他の実施形態に係る赤外線検出素子を示す概略平面図である。
【図２１】他の実施形態に係る赤外線検出素子を示す概略平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。尚、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１５】
図１及び図２に示されるように、本実施形態に係る赤外線検出素子１は、赤外線の入射によりＰＮ接合部に生じる電荷の電位の変化（電圧の変化）を出力する量子型の赤外線検出素子である。赤外線検出素子１は、基板２と、基板２の一方の側の主面Ａに形成されたＰＮ半導体層３と、ＰＮ半導体層３の上面（一方の側の面）に形成された中間電極４及び端子電極５，６と、を有している。
【００１６】
基板２は、例えばＧａＡｓやＩｎＰから構成される半絶縁性の基板である。基板２の主面Ａ上には、Ｎ型導電層７とＰ型導電層８とからなるＰＮ半導体層３が形成されている。ＰＮ半導体層３は、Ｎ型導電層７とＰ型導電層８とが交互に並ぶように蛇行状に延在しているラテラル型の半導体層である。ＰＮ半導体層３は、その上面が平坦になるように形成されており、その厚さは０．２〜２μｍ程度である。
【００１７】
Ｎ型導電層７は、例えばＩｎＡｓ、ＩｎＳｂ、ＩｎＡｓＳｂなどから構成されており、エピタキシャル成長により主面Ａ上に形成される。このＮ型導電層７は、赤外線に対して感度がある光吸収層であり、その材料は検出波長に応じて選択される。Ｎ型導電層７の不純物濃度は、１Ｅ１４〜１Ｅ１８ｃｍ−３である。
【００１８】
Ｐ型導電層８は、Ｎ型導電層７に対するＺｎの熱拡散やイオン注入によって形成される。このＰ型導電層８は、基板２の主面Ａに達するまで、その厚さ方向全てがＰ型となるように形成されている。
【００１９】
Ｎ型導電層７とＰ型導電層８とは、基板２の主面Ａに沿って交互に並置されている。Ｎ型導電層７とＰ型導電層８との間には、第１のＰＮ接合部９と第２のＰＮ接合部１０とが交互に形成されている。第１のＰＮ接合部９及び第２のＰＮ接合部１０は、基板２の主面Ａに対して略垂直に形成されている。第１のＰＮ接合部９は、外側の縁（一方の側の縁）が全て露出している。一方、第２のＰＮ接合部１０は、外側の縁（一方の側の縁）の一部が中間電極４によって覆われている。
【００２０】
中間電極４は、ＰＮ半導体層３上で第２のＰＮ接合部１０を跨ぐように形成されている。中間電極４は、第１のオーミックメタル１１と、第２のオーミックメタル１２と、電極層１３と、から構成されている。
【００２１】
第１のオーミックメタル１１は、例えばＡｕＧｅ−Ｎｉ−Ａｕから構成されている。第１のオーミックメタル１１は、Ｎ型導電層７上でブロック状に形成されており、Ｎ型導電層７とオーミックコンタクトが取られている。第１のオーミックメタル１１は、第２のＰＮ接合部１０に沿って形成されている。
【００２２】
第２のオーミックメタル１２は、例えばＡｕＺｎ−ＡｕやＡｕＢｅ−Ａｕから構成されている。第２のオーミックメタル１２は、Ｐ型導電層８上でブロック状に形成されており、Ｐ型導電層８とオーミックコンタクトが取られている。第２のオーミックメタル１２は、第２のＰＮ接合部１０に沿って形成されている。第１のオーミックメタル１１と第２のオーミックメタル１２とは、第２のＰＮ接合部１０の上で互いに当接している。
【００２３】
電極層１３は、例えばＮｉ−Ａｕ、Ｃｒ−Ａｕ、Ｔｉ−Ｐｔ−Ａｕから構成されている。電極層１３は、第１の電極層１３Ａと、第２の電極層１３Ｂと、から構成されている。第１の電極層１３Ａは、第１のオーミックメタル１１及び第２のオーミックメタル１２を覆うように形成されている。第１の電極層１３Ａは、第１のオーミックメタル１１と第２のオーミックメタル１２とを電気的に接続させる。第１の電極層１３Ａは、第１のオーミックメタル１１と第２のオーミックメタル１２と協働で第２のＰＮ接合部１０を短絡させている。
【００２４】
第２の電極層１３Ｂは、蛇行状に延在するＰＮ半導体層３の折り返し部分に形成されている。この第２の電極層１３Ｂは、ＰＮ半導体層３のうちＮ型導電層７の上に形成されている。また、第２の電極層１３Ｂは、ＰＮ半導体層３に沿ってコの字状に形成されている。第２の電極層１３Ｂの一方の端は、第２のＰＮ接合部１０を跨いで第１のオーミックメタル１１及び第２のオーミックメタル１２と接続されている。第２の電極層１３Ｂの他方の端は、第１のＰＮ接合部９の手前に形成された第１のオーミックメタル１１と接続されている。
【００２５】
端子電極５は、電極層１３と同じ素材から構成されており、ＰＮ半導体層３の一方の端部Ｅ１上に形成されている。端子電極５の一部は、ＰＮ半導体層３の延在方向に沿って直線状に突出しており、第１の電極層１３Ａと接続している。同様に、端子電極６は、電極層１３と同じ素材から構成されており、ＰＮ半導体層３の一方の端部Ｅ２上に形成されている。端子電極６の一部は、ＰＮ半導体層３の延在方向に沿って直線状に突出しており、その先端は第１のＰＮ接合部９の手前に位置している。
【００２６】
端子電極５及び端子電極６は、リード線などが接続されて、赤外線の入射により第１のＰＮ接合部９に発生した電荷による電位の変化を外部に取り出すためのボンディングパッドとして機能する。端子電極５及び端子電極６は、ボンディングパッドとして機能するための十分な面積を備えるように略矩形状に形成されている。
【００２７】
蛇行状に延在するＰＮ半導体層３は、基板２の主面Ａ上に形成された溝１５によって仕切られている。この溝１５は、メサエッチング又はトレンチエッチングによりＰＮ半導体層３の一部を選択的に除去して、基板２の主面Ａを露出させることで形成される。溝１５は、ＰＮ半導体層３を囲むように形成されている。また、溝１５は、蛇行状に延在するＰＮ半導体層３のうち基板２上で隣り合う部位を分離して仕切るように形成されている。また、溝１５は、ＰＮ半導体層３を主面Ａの外縁に沿って延在する外枠部Ｗから分離させている。この外枠部Ｗは、Ｎ型導電層７とＰ型導電層８とから構成されている。なお、本実施形態においては、ＰＮ半導体層３のうち基板２上で外枠部Ｗと対向する部位以外は全て隣り合う部位となる。
【００２８】
また、基板２の主面Ａ上には、ＰＮ半導体層３や中間電極４を保護するためのパッシベーション層１６が形成されている。このパッシベーション層１６は、例えばＳｉＮやＡｌ２Ｏ３から構成されている。パッシベーション層１６には、端子電極５，６を外部に露出させるための開口部Ｔ１，Ｔ２が形成されている。パッシベーション層１６は、開口部Ｔ１，Ｔ２を除き基板２の全面を被覆している。
【００２９】
次に、本実施形態に係る赤外線検出素子１の製造方法について図面を参照して説明する。なお、図３、図４、図６、図７、図８、図１０、図１２は、製造方法を説明するために模式化した図面であり、その他の図面と端子電極５及び開口部Ｔ１の形状が異なっている。
【００３０】
まず、導電層形成工程を行う。この導電層形成工程は、Ｎ型導電層形成工程と、Ｐ型導電層形成工程と、からなる。
【００３１】
まず、図３に示されるように、Ｎ型導電層形成工程では、エピタキシャル成長によって半絶縁性の基板２の主面Ａ上にＮ型導電層７を形成する。Ｎ型導電層７は、主面Ａの全面にわたって形成される。
【００３２】
続いて、図４に示されるように、Ｐ型導電層形成工程では、熱拡散やイオン注入によりＮ型導電層７に対してＰ型導電層８を形成する。このとき、Ｐ型導電層８は、基板２の主面Ａに達するまで、その厚さ方向全てがＰ型となるように形成される。また、図５に示されるように、Ｐ型導電層８は、基板２の幅方向に延在するように形成される。更に、Ｐ型導電層８は、基板２の長手方向でＮ型導電層７と交互に並ぶようにストライプ状に形成される。
【００３３】
次に、中間電極形成工程を行う。この中間電極形成工程は、第１のオーミックメタル形成工程と、第２のオーミックメタル形成工程と、電極層形成工程と、からなる。
【００３４】
まず、図６に示されるように、第１のオーミックメタル形成工程では、Ｎ型導電層７上にブロック状の第１のオーミックメタル１１を形成する。第１のオーミックメタル１１は、Ｎ型導電層７とＰ型導電層８との間に形成されるＰＮ接合部のうち、第２のＰＮ接合部１０として予定される部位に沿って形成される。
【００３５】
次に、図７に示されるように、第２のオーミックメタル形成工程では、Ｐ型導電層８上にブロック状の第２のオーミックメタル１２を形成する。第２のオーミックメタル１２は、第１のオーミックメタル１１と当接するようにＰＮ接合部に沿って形成される。
【００３６】
続いて、図８及び図９に示されるように、電極層形成工程では、第１の電極層１３Ａと、第２の電極層１３Ｂと、を形成する。第１の電極層１３Ａは、第１のオーミックメタル１１及び第２のオーミックメタル１２を覆うように形成される。第２の電極層１３Ｂは、蛇行状に延在するＰＮ半導体層３の折り返し部として予定される領域に形成される。ここで、本実施形態においては、この電極層形成工程と同時に、端子電極形成工程を行っている。端子電極形成工程では、Ｎ型導電層７上に端子電極５，６を形成する。端子電極５は、ＰＮ半導体層３の端部Ｅ１として予定される領域に形成される。また、端子電極５は、ＰＮ半導体層３の端部Ｅ２として予定される領域に形成される。
【００３７】
その後、図１０及び図１１に示されるように、溝形成工程を行う。この工程では、メサエッチング又はトレンチエッチングにより基板２の主面Ａが露出するまで、Ｎ型導電層７及びＰ型導電層８を選択的に除去することで溝１５を形成する。ＰＮ半導体層３は、この溝１５によって仕切られることにより蛇行状に形成される。また、ＰＮ半導体層３は、溝１５によって外枠部Ｗと仕切られる。
【００３８】
続いて、図１２に示されるように、パッシベーション層形成工程を行う。この工程では、基板２の主面Ａ側にパッシベーション層１６が形成される。その後、図１３及び図１４に示されるように、開口部形成工程を行う。この工程では、端子電極５，６を外部に露出するための開口部Ｔ１，Ｔ２をパッシベーション層１６に形成する。
【００３９】
以上のようにして、図３〜図１４に示した工程を実行することで、本実施形態に係る赤外線検出素子１を得ることができる。なお、中間電極形成工程、端子電極形成工程、及び溝形成工程は、上述した順番に限られず、導電層形成工程とパッシベーション層形成工程との間において他の順番でも行うことができる。
【００４０】
次に、上述した赤外線検出素子１の作用効果について説明する。
【００４１】
この赤外線検出素子１では、赤外線の入射を電位の変化として出力するので、その感度は単位面積当たりのＰＮ接合の数によって決定される。このため、中間電極４を形成するに際し、開口率を考慮する必要がなく、設計自由度が向上する。しかも、中間電極４は、段差のないＰＮ半導体層３の上面に形成され、溝１５を跨ぐこともないので、その形成が容易となり、また段切れのおそれもない。このため、中間電極４が精度良く形成され、これによって赤外線検出素子の歩留まり向上が図られる。また、中間電極４の形成は、パッシベーション層１６の形成前に行われるので、ＰＮ接合と接続するためのコンタクトホールをパッシベーション層１６に形成する必要がない。このことは、製造工程の簡素化及び迅速化に寄与する。更に、この赤外線検出素子１では、溝１５によってＰＮ半導体層３を蛇行状に仕切ることにより、簡素な構成で多数のＰＮ接合を密集させることが可能となる。従って、この赤外線検出素子１では、赤外線検出素子の歩留まり向上を図ると共に、単位面積当たりのＰＮ接合の数を増加して赤外線検出素子の感度を向上させることが可能となるので、信頼性を向上させることができる。
【００４２】
また、この赤外線検出素子１によれば、第１のＰＮ接合部９の外側の縁が露出しているため、赤外線を基板の裏面から入射させる裏面入射型とする必要がなく、表面入射型のものが実現できる。これによって、裏面入射型において必要なバンプによるフリップチップ接続や貫通電極などが不要となるので、赤外線検出素子の低コスト化に有利である。
【００４３】
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。
【００４４】
図１５に示されるように、第１のＰＮ接合部９の一方の側が露出していれば、基板２上のＰＮ半導体層３の面積が中間電極２３の面積（第１の電極層２４Ａ及び第２の電極層２４Ｂの面積）及び端子電極２１，２２の面積と比べて極端に狭く形成されていても良い。
【００４５】
本発明に係る赤外線検出素子２０の感度は、開口率に関わらず単位面積当たりのＰＮ接合の数によって決定されるので、この赤外線検出素子２０においても上述した赤外線検出素子１と同などの感度を得ることができる。従って、本発明に係る赤外線検出素子２０によれば、第１のＰＮ接合部９を露出させつつＰＮ半導体層３の面積を狭めることにより、十分な感度を確保しながら赤外線検出素子の小型化を図ることが可能となる。しかも、微細化の困難な中間電極２３の面積を比較的大きく確保できるため、中間電極２３の形成が更に容易となり、結果として赤外線検出素子の歩留まり向上を図ることができる。
【００４６】
また、本発明に係る赤外線検出素子は、ＰＮ半導体層が蛇行状に形成されるものに限られず、いわゆる一筆書きで基板上に表せるものであればどのような形状であっても良い。図１６〜図２１にＰＮ半導体層の形状の例を示す。図１６〜図２１において、ＰＮ半導体層は、両端に矩形状の端子電極が接続された線として表されている。また、ＰＮ半導体層の隣り合う部位は、図示しない溝によって仕切られている。図１６〜図２１に示すＣは、基板の一方の側の主面における中心部を示している。
【００４７】
図１６に示す赤外線検出素子３０は、渦巻状に延在するＰＮ半導体層３３を備えている。この赤外線検出素子３０の端子電極３１，３２は、基板上でＰＮ半導体層３３の外側に形成されている。図１７に示す赤外線検出素子４０は、渦巻状に延在するＰＮ半導体層４３を備えている。この赤外線検出素子４０の一方の端子電極４１は、基板上でＰＮ半導体層４３の外側に形成されている。また、他方の端子電極４２は、ＰＮ半導体層４３の内側で主面の中心部Ｃに形成されている。
【００４８】
図１８に示す赤外線検出素子５０は、矩形の渦巻状に延在するＰＮ半導体層５３を備えている。この赤外線検出素子５０の端子電極５１，５２は、基板上でＰＮ半導体層５３の外側に形成されている。図１９に示す赤外線検出素子６０は、一組の矩形の渦巻を描くように延在するＰＮ半導体層６３を備えている。ＰＮ半導体層６３が描く一組の渦巻は、主面の中心部Ｃを中心として回転対称に形成されている。この赤外線検出素子６０の端子電極６１，６２は、ＰＮ半導体層６３の外側で主面の中心部Ｃを中心として回転対称となる位置に形成されている。
【００４９】
図２０に示す赤外線検出素子７０は、多角形の渦巻状に延在するＰＮ半導体層７３を備えている。この赤外線検出素子７０の端子電極７１，７２は、基板上でＰＮ半導体層７３の外側に形成されている。図２１に示す赤外線検出素子８０は、多角形の渦巻状に延在するＰＮ半導体層８３を備えている。このＰＮ半導体層８３が描く渦巻は、主面の中心部Ｃを通るように形成されている。この赤外線検出素子８０の端子電極８１，８２は、ＰＮ半導体層８３の外側で主面の中心部Ｃを中心として回転対称となる位置に形成されている。
【００５０】
図１６〜図２１に示されるように、ＰＮ半導体層の形状として渦巻状の形状を採用すると、多数のＰＮ接合を密集させて、単位面積当たりのＰＮ接合の数を増加させることができるので、結果として赤外線検出素子の感度向上を図ることができる。
【００５１】
また、上述した実施形態では、Ｎ型導電層７及びＰ型導電層８と良好なオーミックコンタクトを取るために、中間電極４が第１のオーミックメタル１１と第２のオーミックメタル１２とを有していたが、オーミックメタルを介さずにＮ型導電層７及びＰ型導電層８と直接接続する態様であっても良い。この場合の中間電極４は、例えばＮｉ−Ａｕから構成される。
【符号の説明】
【００５２】
１，２０，３０，４０，５０，６０，７０，８０…赤外線検出素子、２…基板、３…ＰＮ半導体層、４…中間電極、５，６，２１，２２…端子電極、７…Ｎ型導電層、８…Ｐ型導電層、９…第１のＰＮ接合部、１０…第２のＰＮ接合部、１５…溝、Ａ…主面、Ｅ１，Ｅ２…ＰＮ半導体層の端部
【図１】
2011003588.tif 000003
【図２】
2011003588.tif 000004
【図３】
2011003588.tif 000005
【図４】
2011003588.tif 000006
【図５】
2011003588.tif 000007
【図６】
2011003588.tif 000008
【図７】
2011003588.tif 000009
【図８】
2011003588.tif 000010
【図９】
2011003588.tif 000011
【図１０】
2011003588.tif 000012
【図１１】
2011003588.tif 000013
【図１２】
2011003588.tif 000014
【図１３】
2011003588.tif 000015
【図１４】
2011003588.tif 000016
【図１５】
2011003588.tif 000017
【図１６】
2011003588.tif 000018
【図１７】
2011003588.tif 000019
【図１８】
2011003588.tif 000020
【図１９】
2011003588.tif 000021
【図２０】
2011003588.tif 000022
【図２１】
2011003588.tif 000023