(57)【要約】  本発明は、ＩｎＧａＡｓフォトダイオード・アレイ（１０１）およびその製造方法に関し、前記アレイは、少なくとも１つのインジウム燐基板層（４）、およびガリウム−インジウム砒素活性層（５）を含むカソードと、Ｐ型ドーパントを拡散させることによって、ガリウム−インジウム砒素活性層に少なくとも部分的に形成される複数のアノード（３）とを含み、アノード（３）とカソードとの相互作用によってフォトダイオードを形成している。前記方法によれば、アノード（３）を形成するＰ型ドーパントの拡散の前に、インジウム燐パシベーション層（６）が活性層上に配置され、パシベーション層（６）の、各アノード（３）を取り囲む領域（１０）を、その厚さ全体にわたって除去するように、第１の選択エッチングが実施される。
2014521216.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
−  少なくとも１つのインジウム燐基板層（４）、およびインジウム−ガリウム砒素活性層（５）を備えるカソードと、
−  Ｐ型ドーパントの拡散によって、前記インジウム−ガリウム砒素活性層に少なくとも部分的に形成される複数のアノード（３）であって、前記アノード（３）と前記カソードが協働してフォトダイオードを形成している、複数のアノード（３）と
備える、フォトダイオードのアレイ（１０１）を製造する方法において、
−  前記アノード（３）を形成する前記Ｐ型ドーパントの拡散の前に、Ｎ型のインジウム燐のパシベーション層（６）が前記活性層（５）上に作成されるステップと、
−  前記パシベーション層（６）の、各アノード（３）を取り囲む領域（１０）を、前記パシベーション層（６）の厚さ全体にわたって選択的に除去するように、前記パシベーション層の第１の選択エッチングが実現されるステップと
を含むことを特徴とする、方法。
【請求項２】
前記第１の選択エッチングが、第１の選択化学エッチング剤を用いて行われる化学エッチングである、請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
前記選択化学エッチング剤が、塩酸および燐酸の溶液である、請求項１または２に記載の製造方法。
【請求項４】
前記第１の選択エッチングによって露出した、前記インジウム燐パシベーション層（６）および前記インジウム−ガリウム砒素活性層（５）の、エッチングされた領域（１１）のＮ型ドープによるその後のパシベーション・ステップをさらに含む、請求項１ないし３の一項に記載の製造方法。
【請求項５】
前記活性層（５）の、各アノード（３）を取り囲む領域（２０）を、前記活性層（５）の厚さ全体にわたって選択的に除去する、その後の第２の選択エッチング・ステップをさらに含む、請求項１ないし４の一項に記載の製造方法。
【請求項６】
前記第２の選択エッチングが、第２の選択化学エッチング剤を用いて行われる化学エッチングである、請求項５に記載の製造方法。
【請求項７】
前記第２の選択化学エッチング剤が、硫酸および過酸化水素を含む水溶液である、請求項６に記載の製造方法。
【請求項８】
前記第１の選択エッチングおよび前記第２の選択エッチングによって露出した、前記インジウム燐パシベーション層（６）および前記インジウム−ガリウム砒素活性層（５）の、エッチングされた領域（２１）のＮ型ドープによるその後のパシベーション・ステップを含む、請求項５ないし７の一項に記載の製造方法。
【請求項９】
前記ドープの深さが、０．５μｍから２μｍの間で構成される、請求項４または８に記載の製造方法。
【請求項１０】
−  少なくとも１つのインジウム燐基板層（４）、および１つのインジウム−ガリウム砒素活性層（５）を備えるカソードと、
−  Ｐ型ドーパントの拡散によって、前記活性層（５）に少なくとも部分的に形成される複数のアノードであって、前記アノード（３）と前記カソードが協働してフォトダイオードを形成している、複数のアノードと
を備える、フォトダイオードのアレイ（１０１）において、
Ｐ型ドーパントの拡散によって前記アノード（３）が内部に少なくとも部分的に形成される、Ｎ型のインジウム燐パシベーション層（６）をさらに備えること、および前記活性化層（６）が前記活性化層（６）の厚さ全体にわたって存在しない、各アノードを取り囲む領域（１０）をさらに含むことを特徴とする、フォトダイオードのアレイ（１０１）。
【請求項１１】
インジウム−ガリウム砒素の前記活性層（５）が前記活性層（５）の厚さ全体にわたって存在しない、各アノード（３）を取り囲む領域（２０）を含む、請求項１０に記載のフォトダイオードのアレイ。
【請求項１２】
前記パシベーション層（６）および前記活性層（５）の、各アノードを取り囲む前記領域（１０、２０）と接触している区域（１１、２１）が、Ｎ型ドープによってパシベーションされている、請求項１０または１１に記載のフォトダイオードのアレイ。
【請求項１３】
読出し回路（２）、および請求項１０ないし１２のいずれかに記載のフォトダイオードのアレイ（１０１）を組み込んだイメージ・センサ。
【請求項１４】
前記読出し回路（２）が対数回路である、請求項１３に記載のイメージ・センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フォトダイオード・アレイに関し、より詳細には、インジウム−ガリウム砒素（ＩｎＧａＡｓ）およびインジウム燐（ＩｎＰ）をベースとしたフォトダイオード・アレイ、ならびにそれらの製造プロセスに関する。
【背景技術】
【０００２】
バンド・ギャップの小さい半導体材料にフォトダイオードを製造する一方法（赤外光検出用であることが多い）は、ギャップの大きい２つの半導体材料間に、バンド・ギャップの小さい検出活性層を挿入することからなる。バンド・ギャップの大きい半導体層はどちらも、そのフォトダイオードによって検出されることが意図された放射波長に対して透過なまま、有効な保護／パシベーションとなる。
【０００３】
さらに、適切なドープを用いると、活性層と、２つの保護／パシベーション層との間のヘテロ接合部がどちらも、光電荷（ｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｃｈａｒｇｅ）を検出活性層に閉じ込め、そのようにして構築されたフォトダイオードの量子収率（ｑｕａｎｔｕｍ  ｙｉｅｌｄ）を向上させる。
【０００４】
ＩｎＧａＡｓフォトダイオードは、この重要な構造体の典型例である。ＩｎＧａＡｓ材料からなる検出活性層は、ＩｎＧａＡｓのインジウムとガリウムの組成に依存して調節可能なバンド・ギャップを有することができ、１．４から３μｍ程度のＳＷＩＲ（Ｓｈｏｒｔ  Ｗａｖｅ  Ｉｎｆｒａ−Ｒｅｄ、短波赤外）帯域で動作するのに理想的である。
【０００５】
インジウム燐と、インジウム−ガリウム砒素とは、同じ面心立方晶構造を有する。最も使用されている組成は、Ｉｎ０．５３Ｇａ０．４７Ａｓである。その場合、結晶格子寸法、特に格子定数は、ＩｎＰ基板のものに匹敵する。こうした結晶の適合性により、ＩｎＰ基板上に高品質のＩｎＧａＡｓ活性層をエピタキシによって成長させることが可能となる。Ｉｎ０．５３Ｇａ０．４７Ａｓのバンド・ギャップは約０．７３ｅＶであり、ＳＷＩＲ帯域で１．６８μｍの波長まで検出することが可能である。ＩｎＧａＡｓフォトダイオードは、分光分析、暗視視力（ｎｉｇｈｔ  ｖｉｓｉｏｎ）、使用済みプラスチックの分類などの用途の分野において、ますます利点を有しつつある。
【０００６】
保護／パシベーションの両層は、一般にＩｎＰで作成される。特に、Ｉｎ０．５３Ｇａ０．４７Ａｓの組成は、ＩｎＰと同じ結晶格子寸法を有するので、室温以上でも非常に低い暗電流が可能となる。
【０００７】
図１は、フォトダイオードのアレイ１の物理的構造体を示す。ＩｎＧａＡｓからなる活性層５が、２つのＩｎＰ層の間に挟まれている。下側層が実際に基板４を形成し、その上にＩｎＧａＡｓ層が複雑なＭＯ−ＣＶＤエピタキシによって形成されている。次いで、このＩｎＧａＡｓ層は、やはりエピタキシによって堆積されたＩｎＰからなる薄いパシベーション層６によって保護される。ＩｎＰ層は通常、Ｎ型の層であり、シリコンがドープされている。ＩｎＧａＡｓの活性層５は、僅かにＮドープされていても、準真性（ｑｕａｓｉ−ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ）のままでもよい。したがって、下側／上側の両ＩｎＰ層と、ＩｎＧａＡｓ活性層５とは、このアレイのフォトダイオードの共通カソードを形成している。
【０００８】
個々のアノード３が、亜鉛（Ｚｎ）の局所拡散によって形成されている。ドーパントＺｎは、薄いパシベーションＩｎＰ層６を越え、ＩｎＧａＡｓ活性層５に浸透する。
【０００９】
図２は、読出し回路２とフリップ−チップ・モードで接続されたＩｎＧａＡｓフォトダイオードのアレイ１からなるＩｎＧａＡｓイメージ・センサを示す。ＩｎＧａＡｓアレイ・センサでは、フォトダイオード・アレイは、ＩｎＧａＡｓフォトダイオードによって生成された光電信号を読み取るために、通常はシリコンで作成された読出し回路に接続される。この相互接続は通常、図２に示されるように、インジウム・ビード７を介したフリップ−チップ・プロセスを用いて実現される。ＳＷＩＲ放射９は、この光帯域において透過なインジウム燐基板４を通り抜けて、フォトダイオード・アレイに達する。
【００１０】
積分モードで動作する検出器を用いると、光束と露光時間との積に比例した出力信号が得られる。しかし、出力信号はセンサの最大積分能力によって制限される。コントラストの高いシーンでは、暗領域の良好な再現性を得ながら、それと同時に明領域をいかなる飽和もなく保持することはしばしば不可能である。この問題は、ＩｎＧａＡｓフォトダイオードを用いたアレイ・センサがしばしば意図される暗視視力では、いっそう深刻となる。
【００１１】
フォトダイオードから光電信号を読み取る別の策が、文献ＥＰ１３５４３６０によって概略的な形で提案されており、その原理が本明細書に添付の図面の図３によって例示されている。文献ＥＰ１３５４３６０は、入射光放射５９の強度に対する対数的応答を得るように、フォトダイオードの太陽電池動作モードを提案している。
【００１２】
この動作モードでは、フォトダイオード５１は、いかなる外部バイアスも受けず、その接合部で生成された光電荷によって順方向にバイアスされる。このフォトダイオードで見られる直接バイアス電圧（ｄｉｒｅｃｔ  ｂｉａｓ  ｖｏｌｔａｇｅ）は、入射光束の対数に比例する。
【００１３】
この対数的応答は、ＳＷＩＲ  ＩｎＧａＡｓセンサを屋外の自然な状態で使用するために不可欠な、１２０ｄＢを超える動作ダイナミック・レンジを、いかなる電気的および光学的調節も必要とせずにカバーする可能性をもたらす。文献ＥＰ１３５４３６０はまた、読出し回路５５とフォトダイオードとの切替えの連動を提案している。
【００１４】
図３に示されるイメージ・センサ・アレイを使用する原理は、以下の通りである。
【００１５】
ａ）スイッチ５４を閉じることによって所望のフォトダイオード５１を選択するように、選択信号ＳＥＬがイネーブルにされる。このフォトダイオードが選択されると、第１の読出し信号ＲＤ１がイネーブルにされ、それによって対応する被制御スイッチが、第１の読出しからの電圧をメモリ５６に記憶する目的で閉じることになる。この第１の読出しは、画像および固定空間雑音（ｆｉｘｅｄ  ｓｐａｔｉａｌ  ｎｏｉｓｅ）の両方を記録する。
【００１６】
ｂ）次いで、リセット信号ＲＳＩがイネーブルにされ、信号によってスイッチ５３が閉じることになる。したがって、フォトダイオード５１は短絡され、したがって完全な暗状態における基準画像がシミュレートされる。
【００１７】
ｃ）次いで、第１の読出し信号ＲＤ１が、対応するスイッチを再度開くようにディセーブルにされ、その後、第２の読出し信号ＲＤ２が、第２の読出しの電圧をメモリ素子５７に記録するようにイネーブルにされる。したがって、固定空間雑音は、メモリに単独で記憶されたことになる。
【００１８】
ｄ）次いで、それぞれのメモリ素子５６および５７に含まれた両メモリ記憶の結果間の差が、差動増幅器５８によって計算される。ここで、この増幅器５８の出力信号は、固定空間雑音のない画像に対応する。
【００１９】
第２の読出しによって、暗状態に対応するゼロ電圧が生成される。この電子的な暗信号は、アレイ検出器の読出し連鎖における信号オフセットを抑制する可能性をもたらす。
【００２０】
Ｐ１３５４３６０によって提案される原理が、ＩｎＧａＡｓセンサに適用され、完全に動作する。しかし、昼光シーンではブルーミング現象（ｂｌｏｏｍｉｎｇ  ｐｈｅｎｏｍｅｎｏｎ）が見られる。この現象は、画像の空間分解能の損失として簡単に説明され得るものである。とはいえ、検出器は、対数則に従って光の変動の影響を受け続ける。この現象は、シリコン、ＩｎＳｂ、またはＭＣＴをベースとしたものなどの他の種類のフォトダイオードでは見られない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
本発明は、ＩｎＧａＡｓフォトダイオードのアレイにおけるこのブルーミング現象に対する、簡単かつ有効な解決策を提案する。本発明によって提案される解決策はまた、従来型の検出器の積分モードにおける画質の改善を可能とする。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
この目的で、第１の態様によれば、
−  少なくとも１つのインジウム燐基板層、および１つのインジウム−ガリウム砒素活性層を備えるカソードと、
−  Ｐ型ドーパントの拡散によって、インジウム−ガリウム砒素活性層に少なくとも部分的に形成される複数のアノードであって、アノードとカソードが協働してフォトダイオードを形成している、複数のアノードと
を備える、フォトダイオードのアレイを製造する方法であって、
−  アノードを形成するＰ型ドーパントの拡散の前に、Ｎ型のインジウム燐パシベーション層が活性層上に作成されるステップと、
−  前記パシベーション層の、各アノードを取り囲む領域を、その厚さ全体にわたって選択的に除去するように、パシベーション層の第１の選択エッチングが実現されるステップと
を含む、方法が提案される。
【００２３】
本態様による本発明は、有利には以下の特徴、すなわち
−  第１の選択エッチングは、第１の選択化学エッチング剤を用いて行われる化学エッチングであること、
−  選択化学エッチング剤は、塩酸および燐酸の溶液であること、
−  この方法は、第１の選択エッチングによって露出した、インジウム燐パシベーション層およびインジウム−ガリウム砒素活性層の、エッチングされた領域のＮ型ドープによるその後のパシベーション・ステップをさらに含むこと、
−  この方法は、活性層の、各アノードを取り囲む領域を、その厚さ全体にわたって選択的に除去する、その後の第２の選択エッチングのステップをさらに含むこと、
−  第２の選択エッチングは、第２の選択化学エッチング剤を用いて行われる化学エッチングであること、
−  第２の選択化学エッチング剤は、硫酸および過酸化水素を含む水溶液であること、
−  第２のエッチングの後に、第１の選択エッチングおよび第２の選択エッチングによって露出した、インジウム燐パシベーション層およびインジウム−ガリウム砒素活性層の、エッチングされた領域のＮ型ドープによるその後のパシベーション・ステップが続くこと
が、単独で、またはそれらの技術的に可能な組合せのいずれか１つの形で取り入れられることによって完全なものとなる。
【００２４】
好ましくは、Ｎのドープ深さは、０．５μｍから２μｍの間で構成される。
【００２５】
第２の態様によれば、本発明はまた、
−  少なくとも１つのインジウム燐基板層、およびインジウム−ガリウム砒素活性層を備えるカソードと、
−  Ｐ型ドーパントの拡散によって、活性層に少なくとも部分的に形成される複数のアノードであって、アノードとカソードが協働してフォトダイオードを形成している、複数のアノードと、
−  Ｐ型ドーパントの拡散によって内部にアノードが少なくとも部分的に形成される、Ｎ型インジウム燐パシベーション層と
を備えるフォトダイオードのアレイであって、前記パシベーション層が、その厚さ全体にわたって存在しない、各アノードを取り囲む領域を含む、フォトダイオードのアレイに関する。
【００２６】
第２の態様による本発明は、有利には以下の特徴、すなわち
−  フォトダイオードのアレイは、前記インジウム−ガリウム砒素活性層が、その厚さ全体にわたって存在しない、各アノードを取り囲む領域を含むこと、
−  フォトダイオードのアレイは、パシベーション層および活性層の、各アノードを取り囲む前記領域と接触している区域を含み、これらの区域は、Ｎ型ドープによってパシベーションされていること
が、単独で、またはそれらの技術的に可能な組合せのいずれか１つの形で取り入れられることによって完全なものとなる。
【００２７】
第３の態様によれば、本発明はまた、読出し回路、および第２の態様によるフォトダイオードのアレイを組み込んだイメージ・センサに関する。好ましくは、読出し回路は、対数回路（ｌｏｇａｒｉｔｈｍｉｃ  ｃｉｒｃｕｉｔ）である。
【００２８】
以下の詳細な説明を読めば、本発明の他の態様、目的および利点がより明白となろう。本発明はまた、非限定的な例として示される添付の図面とともにこの説明を考慮すればよりよく理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】上記で既に言及された、現況技術によるＩｎＧａＡｓフォトダイオードのアレイの構造体を示す図である。
【図２】上記で既に言及された、読出しシリコン基板上の読出し回路とフリップ−チップ接続されたＩｎＧａＡｓフォトダイオードのアレイからなるＩｎＧａＡｓイメージ・センサを示す図である。
【図３】上記で既に言及された、フォトダイオードを太陽電池モードで用いて対数センサを作成するブロック図である。
【図４】現況技術によるフォトダイオードのアレイの様々な接合部を示す図である。
【図５】本発明による製造方法を示すブロック図である。
【図６】パシベーション層の、各アノードを取り囲む領域が、第１の選択エッチングによって除去されたフォトダイオードのアレイの構造体を示す図である。
【図７】第１の選択エッチングによってエッチングされた露出領域のＮ型ドープによるパシベーションを示す図である。
【図８】パシベーション層および活性層の、各アノードを取り囲むある領域が、第１および第２の選択エッチングによって除去されたフォトダイオードのアレイの構造体を示す図である。
【図９】第１および第２のエッチングによってエッチングされた露出領域のＮ型ドープによるパシベーションを示す図である。
【図１０】シリコン基板上の読出し回路とフリップ−チップ接続された本発明によるフォトダイオードのアレイからなるＩｎＧａＡｓイメージ・センサを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
図１によって示される現況技術の構造体では、各フォトダイオードが、意図されたものを含めて、いくつかのＰＮ接合部を含むことが分かり、そのうちの数個は寄生接合部である。これらのＰＮ接合部が図４によって示されている。アノード３と活性層５との間のＰＮ接合部３１は意図されたものであり、フォトダイオードのアレイのダイオードを形成している。
【００３１】
アノード３とパシベーション層６との間の側方の寄生ＰＮ接合部３２は、隣接するフォトダイオード間でパシベーション層を介した電流路を形成する可能性がある。
【００３２】
従来型の読出し回路は、コンデンサ内で、フォトダイオードに逆バイアスを印加することによって、フォトダイオードの逆電流を蓄積していく。この構成では、フォトダイオードの側方寄生接合部３２にも逆バイアスがかけられ、それと同時に積分コンデンサに寄生電流がさらに加わることになる。この寄生電流は、画質を劣化させるが、隣接するフォトダイオード間でいかなるクロス・トークも準じて生じることはない。これらの寄生電流は、読出し回路から得られる生画像に対する複雑な画像処理操作によって部分的に補償され得る。
【００３３】
フォトダイオードが太陽電池モードで動作する場合、接合部は、入射光によって順方向にバイアスされる。この場合、側方寄生接合部３２もやはり順方向にバイアスされ、隣接するフォトダイオード間で電流路を形成する。この順方向バイアスは、入射光の強度が増すといっそう顕著になり、それによってブルーミング現象が生じることになり、この現象はセンサの空間分解能を大幅に劣化させるものである。
【００３４】
本発明は、ＩｎＧａＡｓフォトダイオードのアレイにおける側方導電性を抑制することを可能とする構造体を提案する。本発明に従って製造されたフォトダイオードのアレイは、文献ＥＰ１３５４３６０に記載のように、太陽電池モードで使用され得、非常に強い光強度がある場合にも、空間分解能のいかなる損失も生じない。かかるアレイはまた、例えば米国のＩｎｄｉｇｏ／ＦＬＩＲによって市販されている様々な読出し回路ＣＭＯＳ  ＩＳＣ９７０５およびＩＳＣ９８０９などの従来型の読出し回路を積分モードでともに用いると、画質の改善をもたらす。回路ＩＳＣ９７０５は、フォトダイオードからの光電流をコンデンサで直接蓄積し（直接注入モード）、回路ＩＳＣ９８０９は、演算増幅器を介して光電流を蓄積する（ＣＴＩＡモード）。ＣＴＩＡモードは、より多くの電荷−電圧変換利得を可能とし、このことは検出感度を高める。
【００３５】
図５は、本発明によるフォトダイオードのアレイを製造する方法を示すブロック図である。例えば、
−  インジウム燐の基板４上にインジウム−ガリウム砒素活性層５をエピタキシャル成長させること（ステップＳ１）、
−  活性層５上にＮ型インジウム燐のパシベーション層６をエピタキシャル成長させること（ステップＳ２）、
−  パシベーション層６および活性層５に、Ｐ型ドーパントとして亜鉛を選択拡散させることによって、アノード３を形成すること（ステップＳ３）、
によってフォトダイオード・アレイ構造体を得た後、
パシベーション層６の、各アノード３を取り囲む領域１０を、その厚さ全体にわたって除去するように、第１の選択エッチングが適用される（ステップＳ４）。この第１の選択エッチングは、パシベーション層６を活性層５まで選択的に除去する。
【００３６】
ＩｎＰ層はＮ型の層であり、シリコンがドープされている。ＩｎＧａＡｓの活性層５は、僅かにＮドープされていても、準真性のままでもよい。したがって、下側／上側の２つのＩｎＰ層と、ＩｎＧａＡｓ活性層５とは、このアレイのフォトダイオードの共通カソードを形成している。
【００３７】
図６は、パシベーション層６の、各アノードを取り囲む領域１０が、この第１の選択エッチングによって除去されたフォトダイオードのアレイ１０１の構造体を示す図である。パシベーション層６の、第１のエッチングによって除去されることになる領域１０を画定するために、マスク１５が付着されている。したがって、このフォトダイオードのアレイは、パシベーション層６がその厚さ全体にわたって存在しない、各アノードを取り囲む領域１０を含む。
【００３８】
各アノード３において、パシベーション層６の、前記アノード３のそれぞれを取り囲む領域１０を第１のエッチングによって除去することは、隣接するＺｎドープによって形成された隣接するアノード３間の側方電流路を抑制する可能性をもたらす。
【００３９】
この第１のエッチングは、好ましくは化学エッチングであり、第１の選択化学エッチング剤、好ましくは式ＨＣｌ：Ｈ３ＰＯ５の塩酸および燐酸の溶液を用いて実現される。
【００４０】
このＨＣｌ：Ｈ３ＰＯ５溶液は、インジウム燐ＩｎＰからなるパシベーション層６の選択溶解を可能にし、エッチングはインジウム−ガリウム砒素ＩｎＧａＡｓからなる活性層５に到達すると停止されることになる。このエッチングの選択性によって、パシベーション層６の除去が簡単な形で得られる。
【００４１】
パシベーション層６の、アノード３のそれぞれを取り囲む、除去されることになる領域１０は、大きい必要はなく、リソグラフィの精度に限定されてもよい。したがって、この領域１０は、アノード３を形成し、光電荷を捕捉しておく区域が見られるＺｎ拡散部から、かなり間隔を置いて保持され得る。したがって、好ましくは、第１の選択エッチングは、この第１の選択エッチングが、Ｐ型のアノード３とＮ型のパシベーション層６との間のＰＮ接合部に達しないように、アノード３から十分間隔を置いて領域１０を除去する。
【００４２】
この第１のエッチングは、好ましくは化学エッチングであるが、任意選択で、ドライ・エッチング、例えばプラズマ・エッチングでもよい。しかし、化学エッチングはエッチング領域にいかなる物理的損傷も生じないので、化学エッチングが好ましい。あらゆるケースにおいて、この第１のエッチングによって生じる欠陥は、亜鉛の拡散領域から十分離れているので、フォトダイオードの暗電流にほんの僅かな影響しか及ぼさない。
【００４３】
このエッチングの後に、窒化シリコンＳｉＮｘまたは二酸化シリコンＳｉＯ２などの絶縁体をベースにしたパシベーションが適用され得る。しかし、絶縁体をベースにしたパシベーションでは、界面欠陥の数を十分に減少させることはできない。
【００４４】
したがって、好ましくは、パシベーション層６および活性層５の、第１のエッチングによって露出したエッチング領域１１をＮ型ドープすることによるパシベーションが適用される（ステップＳ６）。このＮドープ後の構造体が図７によって示され、この図では、パシベーション領域６および活性層５の、各アノードを取り囲む領域１０と接触している区域１１が、Ｎ型ドープによってパシベーションされている。
【００４５】
前記区域１１のＮドープの深さは、特にエッチングの種類、すなわち化学エッチングであるかドライ・エッチングであるか、およびフォトダイオードの寸法に依存して、０．５μｍから２μｍの間で制御され得る。表面生成は、このＮドープ区域で迅速に再結合される。このＮドープによってＩｎＧａＡｓ活性層５の内部に形成されたヘテロ接合部は、光電荷をＺｎ拡散領域、すなわち捕捉領域の方へと追い込む。したがって、量子収率がそれによって改善される。
【００４６】
エッチングによって露出した表面のＰ型ドープは、光電荷を露出した表面の方へと引き寄せる寄生接合部を形成する。電子／正孔の対の表面生成が閉じ込められると、量子収率は、この寄生接合部による表面の方へのこうした引寄せの影響を受ける。したがって、パシベーションは、有利には、Ｐ型ドープではなくＮ型ドープによって実行される。
【００４７】
好ましくは、Ｎ型ドープによるこのパシベーションの前に、活性層５の、各アノードを取り囲む領域２０を、その厚さ全体にわたって除去する第２の選択エッチングが適用され（ステップＳ５）、図６によって示されるように、パシベーション層６の第１のエッチング後、活性層５は、アノードのそれぞれを取り囲む領域１０で露出していることが分かる。この第２の選択エッチングは、第１のエッチングによって露出した活性層の領域において、活性層５を基板４まで選択的に除去する。さらに、好ましくは、第２の選択エッチングは、この第１の選択エッチングが、Ｐ型のアノード３と、パシベーション層６および活性層５からなるＮ型のカソードとの間のＰＮ接合部に達しないように、アノード３から十分間隔を置いて領域２０を除去する。
【００４８】
実際に、パシベーション層６の、フォトダイオードの各アノード３の周りの領域を選択的に除去することは、隣接するフォトダイオード間の側方導電性を抑制する。しかし、インジウム−ガリウム砒素ＩｎＧａＡｓ活性層５の光電荷の側方伝播もやはり、かかるフォトダイオード・アレイを組み込んだセンサの空間分解能を劣化させることがある。ＩｎＧａＡｓ活性層５の、Ｚｎ拡散部の周りでの部分的な除去は、ＩｎＧａＡｓセンサの空間分解能にとって非常に有益となり得る。
【００４９】
インジウム−ガリウム砒素ＩｎＧａＡｓのＺｎ拡散部の周りで、活性層５のクラウン２０をその厚さ全体にわたって除去するこの第２のエッチングもやはり、好ましくは化学エッチングであり、第２の選択化学エッチング剤を用いて適用される。この第２のエッチングでは、好ましくは式Ｈ２ＳＯ４：Ｈ２Ｏ２：Ｈ２Ｏの硫酸および過酸化水素を含む水溶液が使用される。かかる溶液は、インジウム−ガリウム砒素ＩｎＧａＡｓからなる活性層５だけを選択的にエッチングするが、パシベーション層６および基板４を構成するインジウム燐は保存する。
【００５０】
したがって、各フォトダイオードは、他のフォトダイオードから完全に絶縁され得る。図８は、第２のエッチングから得られたフォトダイオードのアレイ１０１を示す。ここでは、フォトダイオードのアレイ１０１は、インジウム−ガリウム砒素の前記活性層５がその厚さ全体にわたって存在しない、各アノードを取り囲む領域２０を含む。
【００５１】
さらに、Ｈ２ＳＯ４：Ｈ２Ｏ２：Ｈ２Ｏを用いたこの第２のエッチングは、この構造体を周囲の酸化から保護する薄層を形成するのに有益である。
【００５２】
前述したのと同様に、この第２のエッチングが好ましくは化学エッチングである場合、このエッチングは、任意選択で、ドライ・エッチング、例えばプラズマ・エッチングでもよい。しかし、化学エッチングはエッチング領域にいかなる物理的損傷も生じないので、化学エッチングが好ましい。あらゆるケースにおいて、この第２のエッチングによって生じる欠陥は、亜鉛の拡散領域から十分離れているので、フォトダイオードの暗電流にほとんど影響を及ぼさない。
【００５３】
このエッチングの後に、窒化シリコンＳｉＮｘまたは二酸化シリコンＳｉＯ２などの絶縁体をベースにしたパシベーションが適用され得る。しかし、絶縁体をベースにしたパシベーションでは、界面欠陥の数を十分に減少させることはできない。
【００５４】
したがって、上記で論じたものと同様に、その後、パシベーション層６および活性層５の、第１および第２のエッチングによって露出したエッチング領域をＮ型ドープすることによるパシベーションが適用される（ステップＳ６）。
【００５５】
ここで、図９によって示される種類のフォトダイオード・アレイ構造体１０１が得られ、この図では、パシベーションＩｎＰ層６およびＩｎＧａＡｓ活性層５の、各アノードを取り囲む領域２０と接触している区域２１が、Ｎ型ドープによってパシベーションされた。ちなみに、基板４の、第２のエッチングによって露出した領域もやはり、Ｎ型ドープによってパシベーションされたことが分かる。
【００５６】
したがって、それぞれが、
−  Ｎ型の少なくとも１つのインジウム燐基板層４、およびインジウム−ガリウム砒素活性層５を備えるカソードと、
−  Ｐ型ドーパントの拡散によって、活性層５に少なくとも部分的に形成される複数のアノード３であって、アノード３とカソードが協働してフォトダイオードを形成している、複数のアノード３と
を備え、
Ｐ型ドーパントの拡散によって、アノード３が少なくとも部分的に形成される、Ｎ型のインジウム燐パシベーション層６を、前記パシベーション層６がその厚さ全体にわたって存在しない、各アノードを取り囲む領域１０を含めてさらに有する、フォトダイオードのアレイ１０１が得られる。
【００５７】
好ましくは、アレイ１０１は、インジウム−ガリウム砒素の前記活性層５が、その厚さ全体にわたって存在しない、各アノード３を取り囲む領域２０を有する。
【００５８】
フォトダイオードのアレイにいかなる側方導電性もないと、この同じ製造方法をメタライゼーション（ｍｅｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ）に用い、チップとして逆さにして（フリップ−チップ）シリコン基板の読出し回路と実装することが、ここでもやはり見られる。
【００５９】
図１０は、本発明によるＩｎＧａＡｓフォトダイオードのアレイ１０１からなるＩｎＧａＡｓイメージ・センサを示し、より具体的には、図９に示されたものと同様のＩｎＧａＡｓイメージ・センサが、チップとして逆さに読出し回路２と接続されている状態を示す。ＩｎＧａＡｓアレイ・センサでは、これらのＩｎＧａＡｓフォトダイオードによって生成された光電信号を読み出すために、フォトダイオードのアレイが、シリコン基板上に作成された読出し回路に接続されている。この相互接続は、図１０に示されるように、通常はインジウム・ビード７を介したフリップ−チップ法によって実現される。ＳＷＩＲ放射９は、この光帯域において透過なインジウム燐基板４を通り抜けて、フォトダイオードのアレイに達する。
【００６０】
好ましくは、読出し回路２は、上記で説明され、図３で論じられているように、対数読出し回路である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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