(57)【要約】【課題】量子井戸型光検知器において、光吸収効率を向上させ、十分な感度が得られるようにする。【解決手段】量子井戸型光検知器を、多重量子井戸層５，６と、多重量子井戸層を挟むコンタクト層７〜９とを備える複数の光検知素子３を備え、各光検知素子が、一方の表面が多重量子井戸層に対して平行な面になっており、一方の表面に対して多重量子井戸層及びコンタクト層を挟んで反対側の他方の表面が多重量子井戸層に対して傾斜した傾斜面２０になっており、一方の表面及び傾斜面に入射する入射光が屈折する側の側面に反射膜１０を備えるものとする。【選択図】図１
2012069801.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多重量子井戸層と、前記多重量子井戸層を挟むコンタクト層とを備える複数の光検知素子を備え、
前記各光検知素子は、一方の表面が前記多重量子井戸層に対して平行な面になっており、前記一方の表面に対して前記多重量子井戸層及び前記コンタクト層を挟んで反対側の他方の表面が前記多重量子井戸層に対して傾斜した傾斜面になっており、前記一方の表面及び前記傾斜面に入射する入射光が屈折する側の側面に反射膜を備えることを特徴とする量子井戸型光検知器。
【請求項２】
前記側面の反対側の側面に反射膜を備えることを特徴とする、請求項１に記載の量子井戸型光検知器。
【請求項３】
前記傾斜面は、前記一方の表面で反射されて戻ってきた光が全反射する条件を満たす傾斜角を有することを特徴とする、請求項１又は２に記載の量子井戸型光検知器。
【請求項４】
前記傾斜面として、第１傾斜角を有する第１傾斜面と、前記第１傾斜角と異なる第２傾斜角を有する第２傾斜面とを備えることを特徴とする、請求項１又は２に記載の量子井戸型光検知器。
【請求項５】
前記傾斜面として、一の傾斜方向を有する複数の第１傾斜面と、前記第１傾斜面と同一の大きさの傾斜角を有し、かつ、前記一の傾斜方向と異なる他の傾斜方向を有する複数の第２傾斜面とを備え、前記第１傾斜面と前記第２傾斜面とが交互に設けられていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の量子井戸型光検知器。
【請求項６】
多重量子井戸層と、前記多重量子井戸層を挟むコンタクト層とを備え、前記多重量子井戸層に対して平行な表面を有する複数の光検知素子を形成する工程と、
前記多重量子井戸層に対して傾斜した傾斜面を形成する工程とを含み、
前記光検知素子形成工程は、前記平行な表面に反射膜を形成する工程と、前記各光検知素子の前記傾斜面に入射する入射光が屈折する側の側面に反射膜を形成する工程とを含むことを特徴とする量子井戸型光検知器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、量子井戸型光検知器及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、入射した光を吸収した場合に流れる電流によって光を検知する光検知器として、多重量子井戸層を含む光検知素子を備える量子井戸型光検知器がある。
しかしながら、量子井戸型光検知器では、多重量子井戸層に垂直に入射した光は吸収されない。つまり、量子井戸型光検知器は、多重量子井戸層に垂直に入射した光に対して感度を持たない。
【０００３】
そこで、従来は、光検知素子の光入射面に対して多重量子井戸層を挟んで反対側に、回折格子と反射電極とからなる光結合構造を設けている。これにより、多重量子井戸層に垂直に入射した光を光結合構造によって反射・偏向させて多重量子井戸層に戻すことで、吸収されるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１８３３１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述のような光結合構造を設けるだけでは、多重量子井戸層に垂直に入射した光の角度を大きく変えることはできないため、多重量子井戸層に平行に近い角度で入射させるのは難しい。このため、光吸収効率を十分に上げることができず、十分な感度が得られない。
そこで、量子井戸型光検知器において、光吸収効率を向上させ、十分な感度が得られるようにしたい。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このため、本量子井戸型光検知器は、多重量子井戸層と、多重量子井戸層を挟むコンタクト層とを備える複数の光検知素子を備え、各光検知素子は、一方の表面が多重量子井戸層に対して平行な面になっており、一方の表面に対して多重量子井戸層及びコンタクト層を挟んで反対側の他方の表面が多重量子井戸層に対して傾斜した傾斜面になっており、一方の表面及び傾斜面に入射する入射光が屈折する側の側面に反射膜を備えることを要件とする。
【０００７】
本量子井戸型光検知器の製造方法は、多重量子井戸層と、多重量子井戸層を挟むコンタクト層とを備え、多重量子井戸層に対して平行な表面を有する複数の光検知素子を形成する工程と、多重量子井戸層に対して傾斜した傾斜面を形成する工程とを含み、光検知素子形成工程は、平行な表面に反射膜を形成する工程と、各光検知素子の傾斜面に入射する入射光が屈折する側の側面に反射膜を形成する工程とを含むことを要件とする。
【発明の効果】
【０００８】
したがって、本量子井戸型光検知器及びその製造方法によれば、光吸収効率を向上させることができ、十分な感度が得られるようになるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１実施形態にかかる量子井戸型光検知器の構成を示す模式的断面図である。
【図２】第１実施形態にかかる量子井戸型光検知器における反射経路を示す模式的断面図である。
【図３】（Ａ）、（Ｂ）は、屈折率、入射角、屈折角、反射角の関係を説明するための模式図である。
【図４】（Ａ）は、第１実施形態にかかる量子井戸型光検知器に含まれる光検知素子における好ましい傾斜角の範囲を説明するための構成を示す模式的断面図であり、（Ｂ）は、傾斜角θ１を変化させた場合の各角度θ２〜θ５の計算結果を示す図である。
【図５】第１実施形態にかかる量子井戸型光検知器に含まれる光検知素子として傾斜角を２５°にした構成例及び反射経路を示す模式的断面図である。
【図６】第１実施形態にかかる量子井戸型光検知器に含まれる光検知素子の短い側面側に光が入射した場合の反射経路を説明するための模式的断面図である。
【図７】第１実施形態にかかる量子井戸型光検知器に含まれる光検知素子の長い側面側に光が入射した場合の反射経路を説明するための模式的断面図である。
【図８】（Ａ）、（Ｂ）は、第１実施形態にかかる量子井戸型光検知器の製造方法を説明するための模式的断面図である。
【図９】（Ａ）、（Ｂ）は、第１実施形態にかかる量子井戸型光検知器の製造方法を説明するための模式的断面図である。
【図１０】（Ａ）、（Ｂ）は、第１実施形態にかかる量子井戸型光検知器の製造方法を説明するための模式的断面図である。
【図１１】（Ａ）、（Ｂ）は、第１実施形態にかかる量子井戸型光検知器の製造方法を説明するための模式的断面図である。
【図１２】（Ａ）、（Ｂ）は、第１実施形態にかかる量子井戸型光検知器の製造方法を説明するための模式的断面図である。
【図１３】（Ａ）、（Ｂ）は、第１実施形態にかかる量子井戸型光検知器の製造方法を説明するための模式的断面図である。
【図１４】（Ａ）、（Ｂ）は、第１実施形態にかかる量子井戸型光検知器の製造方法を説明するための模式的断面図である。
【図１５】（Ａ）、（Ｂ）は、第１実施形態にかかる量子井戸型光検知器の製造方法を説明するための模式的断面図である。
【図１６】（Ａ）、（Ｂ）は、第１実施形態にかかる量子井戸型光検知器の製造方法を説明するための模式的断面図である。
【図１７】（Ａ）〜（Ｄ）は、第１実施形態にかかる量子井戸型光検知器の製造方法を説明するための模式的断面図である。
【図１８】（Ａ）〜（Ｆ）は、第１実施形態にかかる量子井戸型光検知器の製造方法を説明するための模式的断面図である。
【図１９】（Ａ）〜（Ｄ）は、第１実施形態にかかる量子井戸型光検知器の製造方法を説明するための模式的断面図である。
【図２０】第１実施形態にかかる量子井戸型光検知器に含まれる光検知素子の他の構成例を示す模式的断面図である。
【図２１】第２実施形態にかかる量子井戸型光検知器に含まれる光検知素子の構成及び一方の側面側に光が入射した場合の反射経路を示す模式的断面図である。
【図２２】第２実施形態にかかる量子井戸型光検知器に含まれる光検知素子の他方の側面側に光が入射した場合の反射経路を示す模式的断面図である。
【図２３】第３実施形態にかかる量子井戸型光検知器の構成を示す模式的断面図である。
【図２４】（Ａ）、（Ｂ）は、第３実施形態にかかる量子井戸型光検知器の製造方法を説明するための模式的断面図である。
【図２５】（Ａ）、（Ｂ）は、第３実施形態にかかる量子井戸型光検知器の製造方法を説明するための模式的断面図である。
【図２６】（Ａ）、（Ｂ）は、第３実施形態にかかる量子井戸型光検知器の製造方法を説明するための模式的断面図である。
【図２７】（Ａ）、（Ｂ）は、第３実施形態にかかる量子井戸型光検知器の製造方法を説明するための模式的断面図である。
【図２８】（Ａ）、（Ｂ）は、第３実施形態にかかる量子井戸型光検知器の製造方法を説明するための模式的断面図である。
【図２９】（Ａ）、（Ｂ）は、第３実施形態にかかる量子井戸型光検知器の製造方法を説明するための模式的断面図である。
【図３０】（Ａ）、（Ｂ）は、第３実施形態にかかる量子井戸型光検知器の製造方法を説明するための模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面により、本発明の実施の形態にかかる量子井戸型光検知器及びその製造方法について説明する。
［第１実施形態］
まず、第１実施形態にかかる量子井戸型光検知器及びその製造方法について、図１〜図１９を参照しながら説明する。
【００１１】
本実施形態では、入射した光を吸収した場合に流れる電流によって光を検知する量子井戸型光検知器として、赤外線の入射量に応じて光電流を発生する量子井戸型赤外線検知器（ＱＷＩＰ；Quantum Well Infrared Photodetector）を例に挙げて説明する。
本実施形態にかかる量子井戸型赤外線検知器は、図１に示すように、複数の赤外線検知素子３が二次元的に配列された赤外線検知素子アレイ１と、複数の赤外線検知素子３のそれぞれに接続された信号処理回路アレイ２とを備える。
【００１２】
なお、赤外線検知素子３を、量子井戸型赤外線検知素子、光検知素子、又は、ＱＷＩＰ素子ともいう。また、赤外線検知器を、赤外線イメージセンサ又はアレイセンサともいう。また、赤外線検知素子アレイ１を、センサ素子アレイ、赤外線焦点面アレイ（ＩＲＦＰＡ；Infrared focal plane array）、又は、ＱＷＩＰ焦点面アレイ（ＱＷＩＰ−ＦＰＡ）ともいう。また、信号処理回路アレイ２を信号処理回路チップともいう。
【００１３】
ここでは、赤外線検知素子アレイ１は、複数の赤外線検知素子３が分離溝４で分離されて二次元的に配列された赤外線検知素子アレイである。つまり、赤外線検知素子アレイ１は、複数の赤外線検知素子３と、複数の赤外線検知素子３を分離する分離溝４とを備える。なお、本実施形態では、複数の赤外線検知素子３の全てに接続される共通コンタクト層を備えないため、複数の赤外線検知素子３は分離溝４によって完全に分離されている。
【００１４】
このように、各赤外線検知素子３は分離溝４によって分離されているため、反射光が隣接する赤外線検知素子３に到達してしまう、いわゆるクロストークを防止することができる。
本実施形態では、赤外線検知素子アレイ１は、例えばＧａＡｓ系の半導体材料によって形成されている。なお、複数の赤外線検知素子３によって、イメージセンサの複数の画素が構成される。このため、赤外線検知素子３を画素ともいう。また、分離溝４を画素分離溝ともいう。
【００１５】
ここで、各赤外線検知素子３は、多重量子井戸（ＭＱＷ；Multi Quantum Well）層５，６を含む。つまり、各赤外線検知素子３は、ＭＱＷ層５，６と、ＭＱＷ層５，６を挟むコンタクト層７〜９とを備える。
本実施形態では、各赤外線検知素子３は、異なる波長帯域に対して感度を有する２つのＭＱＷ層５，６を赤外線吸収層（感光層）として用いた２波長ＱＷＩＰ素子である。
【００１６】
つまり、各赤外線検知素子３は、一の波長帯域の赤外線を吸収する第１ＭＱＷ層５と、他の波長帯域の赤外線を吸収する第２ＭＱＷ層６とを備える。また、各赤外線検知素子３は、第１ＭＱＷ層５に対して一方の表面側に設けられた第１コンタクト層７と、第１ＭＱＷ層５と第２ＭＱＷ層６との間に設けられた中間コンタクト層８と、第２ＭＱＷ層６に対して他方の表面側に設けられた第２コンタクト層とを備える。つまり、各赤外線検知素子３は、一方の表面側から、第１コンタクト層７、第１ＭＱＷ層５、中間コンタクト層８、第２ＭＱＷ層６、第２コンタクト層９が積層された素子構造（半導体積層構造）になっている。
【００１７】
なお、赤外線検知素子３の一方の表面は、素子表面であり、図１中、上側の表面である。また、赤外線検知素子３の他方の表面は、素子裏面であり、図１中、下側の表面である。ここでは、赤外線検知素子３の他方の表面が光入射面である。また、第１コンタクト層７は上部コンタクト層ともいう。また、中間コンタクト層８は共通コンタクト層ともいう。さらに、第２コンタクト層９は下部コンタクト層ともいう。
【００１８】
本実施形態では、各赤外線検知素子３は、一方の表面側から、ｎ型ＧａＡｓ第１コンタクト層７、ＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓ第１ＭＱＷ層５、ｎ型ＧａＡｓ中間コンタクト層８、ＡｌＧａＡｓ／ＩｎＧａＡｓ第２ＭＱＷ層６、ｎ型ＧａＡｓ第２コンタクト層９を積層させた構造になっている。つまり、２種類のＭＱＷ層５，６をｎ型コンタクト層で挟んだ２層構造になっている。なお、ＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓ第１ＭＱＷ層５は、ＡｌＧａＡｓ障壁層とＧａＡｓ井戸層とからなる量子井戸を多数繰り返した構造になっている。同様に、ＡｌＧａＡｓ／ＩｎＧａＡｓ第２ＭＱＷ層６は、ＡｌＧａＡｓ障壁層とＩｎＧａＡｓ井戸層とからなる量子井戸を多数繰り返した構造になっている。このように、各赤外線検知素子３は、ｎ型不純物でドーピングされているＱＷＩＰ素子である。
【００１９】
また、各赤外線検知素子３には、一方の表面上に反射膜１０が設けられており、さらに、分離溝４によって規定された側面にも反射膜１０が設けられている。ここで、反射膜１０は例えば金属膜である。
さらに、各赤外線検知素子３には、一方の表面上、即ち、第１コンタクト層７上に第１コンタクト電極１１が設けられている。また、各赤外線検知素子３には、一方の表面側から中間コンタクト層８まで延びるコンタクト穴１２が設けられており、このコンタクト穴１２の底面に中間コンタクト電極１３が設けられている。さらに、各赤外線検知素子３には、一方の表面側から第２コンタクト層９まで延びるコンタクト穴１４が設けられており、このコンタクト穴１４の底面に第２コンタクト電極１５が設けられている。なお、コンタクト電極１１，１３，１５はコンタクト金属ともいう。
【００２０】
また、コンタクト穴１２，１４の中を含む表面全体を覆うようにパッシベーション膜１６が設けられている。ここで、パッシベーション膜１６は、例えばシリコン酸化膜などの絶縁膜である。
また、各赤外線検知素子３の一方の表面の上方に、パッシベーション膜１６を介して、信号処理回路アレイ２に電気的に接続するための３つのバンプ１７が設けられている。ここで、バンプ１７は、金属バンプであり、例えばＩｎバンプである。なお、バンプ１７をバンプ電極ともいう。そして、３つのバンプ１７は、それぞれ、配線１８を介して、上述の３つのコンタクト電極１１，１３，１５に接続されている。ここで、配線１８は金属配線である。なお、各赤外線検知素子３の一方の表面上の反射膜が設けられていない領域では、コンタクト電極や配線が反射膜として機能する。
【００２１】
信号処理回路アレイ２は、各赤外線検知素子３から出力される電気信号が入力され、これを増幅する入力回路、入力回路の出力を外部に読み出す読出回路等の信号処理回路を備える。なお、入力回路と読出回路をまとめて読出回路と呼んでも良い。本実施形態では、信号処理回路アレイ２は、例えばＳｉ系の半導体材料によって形成されている。
そして、赤外線検知素子アレイ１と信号処理回路アレイ２とは、バンプ１７を介して接続されている。ここでは、各赤外線検知素子３の３つのコンタクト層７〜９のそれぞれに、配線１８及びバンプ１７を介して、信号処理回路アレイ２が接続されている。この場合、各赤外線検知素子３の一方の表面側、即ち、素子表面側に信号処理回路アレイ２が接続されることになるため、各赤外線検知素子３には、他方の表面側、即ち、素子裏面側から赤外線が入射することになる。そして、第１ＭＱＷ層５又は第２ＭＱＷ層６からの光電流信号（出力電流）が、各赤外線検知素子３の３つのコンタクト層７〜９のそれぞれに接続された配線１８及びバンプ１７を介して信号処理回路アレイ２に含まれる信号処理回路に個別に読み出されることになる。この場合、中間コンタクト層８及びこれに接続されたバンプ１７を介して、第１ＭＱＷ層５及び第２ＭＱＷ層６にバイアス電圧をかける。そして、第１コンタクト層７及びこれに接続されたバンプ１７を介して第１ＭＱＷ層５からの光電流信号を読み出すことができる。また、第２コンタクト層９及びこれに接続されたバンプ１７を介して第２ＭＱＷ層６からの光電流信号を読み出すことができる。
【００２２】
なお、赤外線検知素子アレイ１と信号処理回路アレイ２との間の隙間には充填材１９が充填されている。
ところで、量子井戸型赤外線検知器では、入射光の電界が井戸層に垂直な方向の成分を持たないと吸収されず、光電流信号の発生に寄与しないため、垂直入射光に対して感度を持たない。
【００２３】
このため、本実施形態では、各赤外線検知素子３は、一方の表面がＭＱＷ層５，６に対して平行な面になっており、一方の表面に対してＭＱＷ層５，６及びコンタクト層７〜９を挟んで反対側の他方の表面がＭＱＷ層５，６に対して傾斜した傾斜面２０になっている。
具体的には、各赤外線検知素子３は、光入射面である他方の表面側に、傾斜面２０を有する半導体層２１を備える。ここでは、各赤外線検知素子３は、第２コンタクト層９の裏面側に、傾斜面２０を有するＧａＡｓ層２１を備える。なお、ＧａＡｓ層は不可避的に含まれてしまう不純物を含む場合がある。このため、ＧａＡｓ層２１を、ＧａＡｓを含む半導体層という。そして、ＧａＡｓ層２１の厚さを一方の素子側面から他方の素子側面へ向けて連続的に増加させることで、傾斜面２０を形成している。これにより、各赤外線検知素子３のＭＱＷ層５，６に対して垂直な方向から入射する光を、素子裏面の傾斜面２０で屈折させ、反射膜１０を有する素子表面や素子側面で反射させ、ＭＱＷ層５，６に平行に近い角度で入射させることができる。この結果、光吸収効率を向上させることができる。
【００２４】
なお、ここでは、各赤外線検知素子３の全側面に反射膜１０を設けているが、傾斜面２０で屈折させた光をＭＱＷ層５，６に平行に近い角度で入射させるためには、少なくとも傾斜面２０に入射する入射光が屈折する側の側面に反射膜１０が設けられていれば良い。また、傾斜面２０に入射する入射光が屈折する側の側面と反対側の側面にも反射膜１０を設けることで、素子内で光を往復させることが可能となる。これにより、反対側の側面に反射膜１０を設けない場合よりも光吸収効率を向上させることができる。
【００２５】
また、ここでは、傾斜面２０を有する半導体層２１をＧａＡｓ層にしているが、これに限られるものではない。例えば、傾斜面を有する半導体層を、屈折率が約３程度の他の半導体材料からなる半導体層としても良い。
特に、傾斜面２０は、一方の表面で反射されて戻ってきた光が全反射する条件を満たす傾斜角を有するものとするのが好ましい。この場合、図２に示すように、各赤外線検知素子３のＭＱＷ層５，６に対して垂直な方向から入射する光は、素子裏面の傾斜面２０で屈折し、素子表面で反射され、傾斜面２０に戻ってきて、傾斜面２０で全反射される。このようにして傾斜面２０で全反射された光は、素子側面で反射され、ＭＱＷ層５，６に平行に近い角度で入射されることになる。これにより、光吸収効率を向上させることができる。なお、図２では、説明の便宜上、一つの赤外線検知素子３を、２つのＭＱＷ層をまとめて示し、中間コンタクト層８を省略するなど、簡略化して示している。
【００２６】
具体的には、傾斜面２０を有する半導体層２１をＧａＡｓ層とする場合、後述するように、傾斜面２０は、約１１°以上約３３°以下の傾斜角を有するものとするのが好ましい。
ここで、図３（Ａ）、図３（Ｂ）に示すように、屈折率の大きな物質（屈折率ｎ１）から屈折率の小さな物質（屈折率ｎ２）に斜めに光が入射する場合、光は屈折率の大きな物質の方に屈折するのは良く知られている。そして、入射角θ１が大きくなるにしたがって屈折角θ２も大きくなって、９０°に達すると、屈折光はなくなり、全反射となる。
【００２７】
屈折率ｎ１の物質から屈折率ｎ２の物質へ光が出る場合の全反射の臨界角θｃは、次式（１）で表せる。
【数１】
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【００２８】
特に、ＧａＡｓ層から空気中に光が出ていく場合の全反射の臨界角θｃは、ＧａＡｓの屈折率が３．３であるため、次式（２）のように、約１７．６４°となり、かなり小さい角度で入射しても全反射することがわかる。逆に、空気中からＧａＡｓ層２１に光が入射する場合は角度を持っていても全反射は起こらない。
【数２】
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【００２９】
上述のように、傾斜面２０を有するＧａＡｓ層２１を備える赤外線検知素子３の場合、ＭＱＷ層５，６に対して垂直な方向から入射する光は、傾斜面２０で屈折し、角度を変えられ、素子表面に達し、素子表面で反射され、再び傾斜面２０に達する（図２参照）。この場合、後述するように、傾斜面２０の角度、即ち、傾斜角が約１１°以上であれば、傾斜面２０に戻ってきた光は全反射される。また、後述するように、傾斜角が約３３°以下であれば、傾斜面２０で全反射された光は、素子側面で反射され、ＭＱＷ層５，６に平行に近い角度で入射される。これにより、光吸収効率を向上させることができる。
【００３０】
ここで、傾斜面２０を有するＧａＡｓ層２１を備える赤外線検知素子３において、ＭＱＷ層５，６に平行に近い角度で光を入射させるためには、傾斜角を約１１°以上約３３°以下にするのが好ましい理由を説明する。
ここでは、図４（Ａ）に示すように、傾斜角θ１の傾斜面を有するＧａＡｓ素子（屈折率ｎ＝３．３）に光が入射する場合を例に挙げて説明する。なお、入射面としての傾斜面の反対側の表面及び側面には反射膜が設けられているものとする。
【００３１】
まず、ＧａＡｓ素子の傾斜面に入射する光の入射角は、ＧａＡｓ素子の傾斜面の傾斜角θ１に等しく、θ１となることが分かる。
次に、入射面としての傾斜面での屈折角θ２は、ｓｉｎθ１／ｓｉｎθ２＝ｎより、次式（３）によって表すことができる。
θ２＝ｓｉｎ−１（ｓｉｎθ１／ｎ）・・・（３）
次に、傾斜面の反対側の表面への入射角θ３は、次式（４）によって表すことができる。
θ３＝θ１−θ２・・・（４）
次に、傾斜面の反対側の表面で反射され、戻ってきた光の傾斜面への入射角θ４は、次式（５）によって表すことができる。
θ４＝９０−（９０−２θ１＋θ２）＝２θ１−θ２・・・（５）
次に、傾斜面で反射した光の水平方向とのなす角、即ち、ＧａＡｓ素子の側面に垂直な方向に対する傾斜面で反射した光の角度θ５は、θ１＋θ４＋θ５＝９０より、次式（６）によって表すことができる。
θ５＝９０−３θ１＋θ２・・・（６）
そして、ＧａＡｓ素子の傾斜面の角度、即ち、傾斜角θ１を例えば１０°から４０°の範囲で変化させた場合、各角度θ２〜θ４は、図４（Ｂ）に示すようになる。
【００３２】
ここで、上述のように、傾斜面の反対側の表面で反射され、戻ってきた光が傾斜面で全反射する条件は、θ４＞１７．６４°である。このため、この条件を満たすためには、図４（Ｂ）に示すように、θ１≧１１°であることが必要である。
また、θ５＜０であると、傾斜面で反射した光は、ＧａＡｓ素子の側面で反射された後、ＧａＡｓ素子の外へ出てしまうことになる。このため、θ５＞０であることが必要であり、この条件を満たすためには、図４（Ｂ）に示すように、θ５≦３３°であることが必要である。
【００３３】
このため、傾斜面２０を有するＧａＡｓ層２１を備える赤外線検知素子３において、ＭＱＷ層５，６に平行に近い角度で光を入射させるためには、傾斜面２０の傾斜角を約１１°以上約３３°以下（約１１°≦θ１≦約３３°）にするのが好ましい。
特に、この範囲内で傾斜角を適切に設定することによって、ＭＱＷ層５，６に平行な方向にかなり近い角度で光を入射させることが可能となる。
【００３４】
以下、図５〜図７を参照しながら，傾斜角２５°の傾斜面２０を有するＧａＡｓ層２１を備え、コンタクト層７Ｘ，９Ｘで挟んだ１つのＭＱＷ層５Ｘを備える赤外線検知素子３を例に挙げて、その反射経路及び光吸収効率について説明する。
なお、ここでは、説明の便宜上、１つのＭＱＷ層５Ｘを備える赤外線検知素子３について説明するが、本実施形態のように２つのＭＱＷ層５，６を備える赤外線検知素子３であっても同様の反射経路となり、各ＭＱＷ層５，６において同等の光吸収効率が得られる。
【００３５】
ここでは、図５に示すように、赤外線検知素子３の幅、即ち、画素サイズを約３０μｍとし、ＭＱＷ層５Ｘの厚さを約２μｍとし、ＭＱＷ層５Ｘの上下のコンタクト層７Ｘ，９Ｘの厚さを、それぞれ、約１μｍとしている。また、入射面としての傾斜面２０の反対側の表面及び側面には反射膜１０が設けられている。なお、図５では、説明の便宜上、一つの赤外線検知素子３を簡略化して示している。
【００３６】
この場合、ＭＱＷ層５Ｘに対して垂直な方向から入射する入射光は、傾斜角約２５°の傾斜面２０に対して入射するので、入射角θ１は約２５°である。そして、屈折角θ２は、次式（７）により求めることができる。
【００３７】
【数３】
2012069801.tif 000005
ここでは、ｎ１＝１（空気）、ｎ２＝３．３（ＧａＡｓ）であるため、θ２＝７．３６°である。
また、入射面としての傾斜面２０の反対側の素子表面での反射角θ３は、θ３＝θ１−θ２より、θ３＝１７．６４°となる。
【００３８】
さらに、素子表面で反射され、戻ってきた光の傾斜面２０への入射角θ４は、θ４＝２θ１−θ２より、θ４＝４２．６４°となり、傾斜面２０において全反射する。
また、傾斜面２０で全反射した光の水平方向とのなす角θ５は、θ５＝９０−３θ１＋θ２より、θ５＝２２．３６°となり、反射膜１０を有する素子側面で、同じく２２．３６°の角度で反射されて、素子表面方向へ向かう。この結果、素子側面で反射した光はＭＱＷ層５Ｘに平行に近い角度で入射することになる。その後、ＭＱＷ層５Ｘを通過した光は、再度、素子表面で６７．６４°で反射され、再び、ＭＱＷ層５Ｘに平行に近い角度で入射することになる。これにより、光吸収効率を向上させることができる。
【００３９】
ところで、このような赤外線検知素子３では、例えば図６に示すように傾斜面２０に入射する入射光が屈折する側の素子側面から遠い領域に光が入射する場合、ＭＱＷ層５Ｘに、比較的浅い角度で、即ち、ＭＱＷ層５Ｘに平行に近い角度で入射させることができる。ここで、素子側面から遠い領域は、例えば図６中、右側から中央部までの領域である。なお、図６では、説明の便宜上、反射膜１０を省略するなど、一つの赤外線検知素子３を簡略化して示している。
【００４０】
この場合、入射光は、ＭＱＷ層５Ｘに、比較的深い角度で、即ち、垂直に近い角度で入射し、１往復する。次に、ＭＱＷ層５Ｘに、比較的浅い角度で、即ち、ＭＱＷ層５Ｘに平行に近い角度で入射し、１往復する。その後、ＭＱＷ層５Ｘに、比較的深い角度で、即ち、垂直に近い角度で入射し、１往復して、素子の外へ出る。このため、光吸収効率は良い。
【００４１】
一方、例えば図７に示すように傾斜面２０に入射する入射光が屈折する側の素子側面に近い領域に光が入射する場合、ＭＱＷ層５Ｘに、比較的浅い角度で、即ち、ＭＱＷ層５Ｘに平行に近い角度で入射させるのは難しい。この場合、入射光は、ＭＱＷ層５Ｘに、比較的深い角度で、即ち、垂直に近い角度で入射し、１往復した後、素子の外で出てしまう。このため、光吸収効率は良くない。
【００４２】
このように、光が入射する領域によって光吸収効率は異なるが、赤外線検知素子３の幅方向で、即ち、図５〜図７中、右側から左側まで光吸収効率を足し合わせて、赤外線検知素子３の光吸収効率を計算してみたところ、約６２．５％であった。これは、素子表面側に回折格子を設けた場合の光吸収効率約４８．８％と比べて、およそ３０％の効率改善が図られたことを意味する。なお、ここでは、光吸収効率の計算にあたっては、吸収係数として１．８２×１０３ｃｍ−１（例えばB.F.Levine, ”Quantum-well infrared photodetectors”, J.Appl.Phys, Vol. 74, No. 8, R1〜R81, 15 October 1993参照）を用いた。また、反射膜１０が設けられている素子表面及び素子側面での反射率は１００％と仮定した。
【００４３】
次に、本量子井戸型光検知器の製造方法について、図８〜図１９を参照しながら説明する。
まず、図８（Ａ）に示すように、ＧａＡｓ基板（半導体基板）２２上に、ＩｎＧａＰ第１エッチングストッパ層２３、ノンドープのｉ−ＧａＡｓ層（半導体層）２１、ＩｎＧａＰ第２エッチングストッパ層２４を成長させる。このように、本実施形態では、下側のＩｎＧａＰ第１エッチングストッパ層２３をＧａＡｓ基板２２とｉ−ＧａＡｓ層２１との間に形成する。これは、ＧａＡｓ基板２２を除去する際にｉ−ＧａＡｓ層２１が除去されないように、エッチング深さを正確に制御するためである。なお、第１エッチングストッパ層２３は下部エッチングストッパ層ともいう。
【００４４】
次に、ＩｎＧａＰ第２エッチングストッパ層２４上に、ｎ−ＧａＡｓ第２コンタクト層９、ＡｌＧａＡｓ／ＩｎＧａＡｓ第２ＭＱＷ層６、ｎ−ＧａＡｓ中間コンタクト層８、ＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓ第１ＭＱＷ層５、ｎ−ＧａＡｓ第１コンタクト層７を成長させる。このように、本実施形態では、上側のＩｎＧａＰ第２エッチングストッパ層２４をｎ−ＧａＡｓ第２コンタクト層９の直下に形成する。これは、分離溝４を形成する際にｉ−ＧａＡｓ層２１が除去されないように、エッチング深さを正確に制御するためである。なお、第２エッチングストッパ層２４は上部エッチングストッパ層ともいう。
【００４５】
このようにして、各赤外線検知素子３を構成する半導体積層構造（ウェハ構造）が形成される。
次に、図８（Ｂ）、図９（Ａ）に示すように、各赤外線検知素子３（各画素）を形成する領域のそれぞれに、２つのコンタクト穴１２，１４を形成する。
つまり、まず、図８（Ｂ）に示すように、ｎ−ＧａＡｓ第１コンタクト層７の表面からｎ−ＧａＡｓ中間コンタクト層８まで延びる２つのコンタクト穴１２，１４Ｘを、例えばドライエッチングによって形成する。これにより、一方の表面側から中間コンタクト層８まで延びるコンタクト穴１２が形成される。
【００４６】
次に、図９（Ａ）に示すように、一方のコンタクト穴１４Ｘの下方に形成されている、ｎ−ＧａＡｓ中間コンタクト層８、ＡｌＧａＡｓ／ＩｎＧａＡｓ第２ＭＱＷ層６及びｎ−ＧａＡｓ第２コンタクト層９の一部を、例えばドライエッチングによって除去する。これにより、一方の表面側から第２コンタクト層９まで延びるコンタクト穴１４が形成される。
【００４７】
次に、図９（Ｂ）に示すように、例えばプラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法によって、コンタクト穴１２，１４の中を含む表面全体を覆うように、パッシベーション膜１６を形成する。
次に、図１０（Ａ）に示すように、各赤外線検知素子３の３つのコンタクト電極１１，１３，１５を設ける領域のパッシベーション膜１６を例えばドライエッチングによって除去した後、例えば蒸着によって３つのコンタクト電極１１，１３，１５を形成する。
【００４８】
つまり、ｎ−ＧａＡｓ第１コンタクト層７の表面上に形成されたパッシベーション膜１６の一部を例えばドライエッチングによって除去した後、例えば蒸着によって第１コンタクト電極１１を形成する。これにより、ｎ−ＧａＡｓ第１コンタクト層７上に第１コンタクト電極１１が形成される。
また、コンタクト穴１２の底面上、即ち、ｎ−ＧａＡｓ中間コンタクト層８上に形成されたパッシベーション膜１６の一部を例えばドライエッチングによって除去した後、例えば蒸着によって中間コンタクト電極１３を形成する。これにより、コンタクト穴１２の底面に、即ち、ｎ−ＧａＡｓ中間コンタクト層８上に中間コンタクト電極１３が形成される。
【００４９】
さらに、コンタクト穴１４の底面上、即ち、ｎ−ＧａＡｓ第２コンタクト層９上に形成されたパッシベーション膜１６の一部を例えばドライエッチングによって除去した後、例えば蒸着によって第２コンタクト電極１５を形成する。これにより、コンタクト穴１４の底面に、即ち、ｎ−ＧａＡｓ第２コンタクト層９上に第２コンタクト電極１５が形成される。
【００５０】
このようにして、３つのコンタクト層７〜９のそれぞれの表面上に、コンタクト電極１１，１３，１５が形成される。
次に、図１０（Ｂ）に示すように、各赤外線検知素子３の一方の表面上の反射膜１０を設ける領域のパッシベーション膜１６を例えばドライエッチングによって除去した後、例えばスパッタリングによって反射膜１０を形成する。つまり、ｎ−ＧａＡｓ第１コンタクト層７の表面上に、即ち、ＭＱＷ層５，６に対して平行な表面上に反射膜１０を形成する。
【００５１】
次いで、図１１（Ａ）に示すように、再び、表面全体を覆うようにパッシベーション膜１６を形成する。
次に、図１１（Ｂ）に示すように、３つのコンタクト電極１１，１３，１５のそれぞれの上部から表面上のバンプ１７を設ける領域まで延びる配線１８を形成する。
つまり、３つのコンタクト電極１１，１３，１５のそれぞれの上部に形成されたパッシベーション膜１６を例えばドライエッチングによって除去した後、例えば配線金属をスパッタリングし、例えばイオンミリングによって不要部分を除去して、配線１８を形成する。なお、表面上のバンプ１７を設ける領域に形成された配線１８の部分は、バンプ１７の下地層としても機能しうるような形状になっている。
【００５２】
次に、図１２（Ａ）に示すように、例えばドライエッチングによって、各赤外線検知素子３を分離する分離溝４を形成する。つまり、複数の赤外線検知素子３が形成されるように分離溝４を形成する。ここでは、表面側からｉ−ＧａＡｓ層２１に達する分離溝４を形成する。
次に、図１２（Ｂ）に示すように、再び、表面全体を覆うようにパッシベーション膜１６を形成した後、例えばスパッタ及びイオンミリングによって、分離溝４の内部の壁面、即ち、各赤外線検知素子３の側面に反射膜１０を形成する。つまり、分離溝４によって規定された各赤外線検知素子３の側面に反射膜１０を形成する。
【００５３】
なお、ここでは、各赤外線検知素子３の全側面に反射膜１０を形成するが、傾斜面２０で屈折させた光をＭＱＷ層５，６に平行に近い角度で入射させるためには、少なくとも傾斜面２０に入射する入射光が屈折する側の側面に反射膜１０を形成すれば良い。また、傾斜面２０に入射する入射光が屈折する側の側面と反対側の側面にも反射膜１０を形成することで、素子内で光を往復させることが可能となる。これにより、反対側の側面に反射膜１０を設けない場合よりも光吸収効率を向上させることができる。
【００５４】
このようにして、ｉ−ＧａＡｓ層２１の上方に、ＭＱＷ層５，６と、これらのＭＱＷ層５，６を挟むコンタクト層７〜９とを備え、ＭＱＷ層５，６に対して平行な表面を有する複数の赤外線検知素子３を形成する。上述の工程を赤外線検知素子形成工程（光検知素子形成工程）という。
次に、図１３（Ａ）に示すように、各赤外線検知素子３のバンプ１７を設ける領域のパッシベーション膜１６を例えばドライエッチングによって除去する。その後、３つのコンタクト電極１１，１３，１５のそれぞれに接続された配線１８のそれぞれの表面上に、例えば蒸着又はめっきによって、バンプ１７を形成する。このようにして、各赤外線検知素子３上にバンプ１７を形成する。
【００５５】
次に、図１３（Ｂ）に示すように、チップサイズにダイシング（切断）して、複数の赤外線検知素子３が二次元的に配列された赤外線検知素子アレイ１とした後、これを、例えばフリップチップボンディング（ＦＣＢ）によって信号処理回路アレイ２に貼り合わせる。このようにして、各赤外線検知素子３をバンプ１７を介して信号処理回路アレイ２に貼り合わせる。
【００５６】
次に、図１４（Ａ）に示すように、赤外線検知素子アレイ１と信号処理回路アレイ２との間の隙間に充填材（フィラー）１９を充填する。ここでは、充填材１９は、赤外線検知素子３を構成する材料と熱膨張係数を合わせるために、エポキシ系樹脂に微小シリカ粒子を混濁したものを用いる。なお、これ以降は４画素分を図示する。
次に、赤外線検知素子アレイ１に含まれる各赤外線検知素子３の他方の表面に、ＭＱＷ層５，６に対して傾斜した傾斜面２０を形成する。この工程を傾斜面形成工程という。
【００５７】
つまり、まず、図１４（Ｂ）に示すように、ＧａＡｓ基板２２を例えばウェットエッチングによって除去する。このＧａＡｓ基板２２を除去するためのエッチングは、ＩｎＧａＰ第１エッチングストッパ層２３で停止するため、その後、ＩｎＧａＰ第１エッチングストッパ層２３を例えばＨＣｌで除去する。
次に、図１５（Ａ）に示すように、ｉ−ＧａＡｓ層２１の表面上にレジスト２５をパターニングする。ここでは、レジスト２５を厚さを変えてパターニングする。
【００５８】
このように、レジスト２５を厚さを変えてパターニングする場合、レジスト２５の塗布方法としては、例えば、以下の３つの方法が考えられる。
まず、第１の方法としては、ノズル位置制御が可能なスプレーコートにてレジスト２５を塗布する方法が考えられる。つまり、図１７（Ａ）〜図１７（Ｄ）に示すように、レジスト２５を塗布する範囲を変えて、複数回薄く塗布することで、厚さを変えたレジストパターンが形成することができる。
【００５９】
次に、第２の方法としては、図１８（Ａ）〜図１８（Ｆ）に示すように、まず、厚くレジスト２５を塗布した後、異なる大きさのマスク２６，２７を用いて、露光・現像を行なう方法が考えられる。
つまり、まず、図１８（Ａ）に示すように、例えばスピンコートなどで、厚くレジスト２５を塗布する。
【００６０】
次に、図１８（Ｂ）、図１８（Ｃ）に示すように、狭い幅のマスク２６を用いて、最も厚さを厚くする領域を被覆して、露光を行なった後、現像を行なう。ここでは、露光条件として、露光量をかなり少なくし、レジスト２５の極表面が現像されるようにする。
次に、図１８（Ｄ）、図１８（Ｅ）に示すように、少し幅の広いマスク２７を用いて、次に厚さを厚くする領域を被覆して、露光を行なった後、現像を行なう。露光条件は前回と同じである。
【００６１】
その後、同様の手順を繰り返すことで、図１８（Ｆ）に示すように、厚さを変えたレジストパターンを形成することができる。
次に、第３の方法としては、図１９（Ａ）〜図１９（Ｄ）に示すように、レジスト２５を塗布し、マスク２８を用いて露光・現像を行なってレジストパターンを形成した後、ベーキングする方法が考えられる。つまり、レジストパターンをベーキングして、レジストパターンの周囲に角度を持たせることで、厚さを変えたレジストパターンを形成することができる。
【００６２】
次に、図１５（Ｂ）に示すように、レジスト２５の厚さを変えてパターニングされたレジストパターンを用いて、例えばドライエッチングによってｉ−ＧａＡｓ層２１を加工して、ｉ−ＧａＡｓ層２１に傾斜面２０を形成する。これにより、傾斜面２０を有するｉ−ＧａＡｓ層２１が形成される。なお、ドライエッチングの条件を、レジストとＧａＡｓの選択比がそれほど大きくならないようにする。
【００６３】
このように、ｉ−ＧａＡｓ層２１に傾斜面２０を形成するために、各赤外線検知素子３を作製する際に用いたＧａＡｓ基板２２を除去するため、本量子井戸型光検知器に含まれる各赤外線検知素子３はＧａＡｓ基板２２を含まないものとなる。
上述のようにしてドライエッチングによってレジストを剥離した後、図１６（Ａ）に示すように、再び、分離溝４の上方に開口部が形成されるように、レジスト２９をパターニングする。
【００６４】
そして、図１６（Ｂ）に示すように、例えばドライエッチングによって、分離溝４の上方のｉ−ＧａＡｓ層２１、ＩｎＧａＰ第２エッチングストッパ層２４及びパッシベーション膜１６を除去して、分離溝４に連なる溝３０を形成する。なお、この分離溝４に連なる溝３０も各赤外線検知素子３を分離するものであるため、分離溝４及び分離溝４に連なる溝３０の全体を分離溝と見ることもできる。
【００６５】
その後、例えばスパッタ及びイオンミリングによって、分離溝４に連なる溝３０の内部、即ち、各赤外線検知素子３の側面に反射膜１０を形成する。
このようにして、本実施形態にかかる量子井戸型光検知器が完成する。
したがって、本実施形態にかかる量子井戸型光検知器及びその製造方法によれば、光吸収効率を向上させることができ、十分な感度が得られるようになるという利点がある。
【００６６】
なお、上述の実施形態では、傾斜面２０の角度を一定にしているが、これに限られるものではない。
例えば、図２０に示すように、傾斜面２０の途中で傾斜角を変化させるようにしても良い。つまり、各赤外線検知素子３において、その素子幅内で傾斜面２０の傾斜角を変化させるようにしても良い。
【００６７】
上述の実施形態のように、傾斜面２０を有する半導体層２１を備える赤外線検知素子３であっても、傾斜面２０に入射する入射光が屈折する側の素子側面に近い領域に光が入射すると、ＭＱＷ層５，６に平行に近い角度で入射させて光吸収効率を向上させるのは難しい（図７参照）。このため、図２０に示すように、傾斜面２０に入射する入射光が屈折する側の素子側面に近い領域では傾斜面２０の傾斜角を小さくしても、上述の実施形態の場合と同等の効果が得られる。つまり、傾斜面２０を、第１傾斜角度を有する第１傾斜面２０Ａと、第１傾斜角度と異なる第２傾斜角度を有する第２傾斜面２０Ｂとを備えるものとしても良い。この場合、第１傾斜角度を、一方の表面で反射されて戻ってきた光が全反射する条件を満たす傾斜角度にすれば良い。このような構造とすることで、分離溝４の深さを浅くすることができ、加工が容易になる。
［第２実施形態］
次に、第２実施形態にかかる量子井戸型光検知器及びその製造方法について、図２１、図２２を参照しながら説明する。
【００６８】
本実施形態にかかる量子井戸型光検知器は、上述の第１実施形態のものに対し、傾斜面２０の構成が異なる。
つまり、本実施形態では、図２１に示すように、各赤外線検知素子３は、他方の表面側に、傾斜面２０として、異なる傾斜面２０Ｘ，２０Ｙを組み合わせて形成される山型傾斜面２０Ｚが複数設けられている半導体層２１を備える。つまり、各赤外線検知素子３は、一の傾斜方向を有する複数の第１傾斜面２０Ｘと、第１傾斜面２０Ｘと同一の大きさの傾斜角を有し、かつ、一の傾斜方向と異なる他の傾斜方向を有する複数の第２傾斜面２０Ｙとを有する半導体層２１を備える。そして、第１傾斜面２０Ｘと第２傾斜面２０Ｙとが交互に設けられている。なお、図２１では、説明の便宜上、一つの赤外線検知素子３を、２つのＭＱＷ層５，６をまとめて示し、中間コンタクト層８を省略するなど、簡略化して示している。
【００６９】
ここでは、一つの第１傾斜面２０Ｘと一つの第２傾斜面２０Ｙとによって一つの山型傾斜面２０Ｚを構成し、同一形状の山型傾斜面２０Ｚを周期的に設けることで、複数の山型傾斜面２０Ｚを有する半導体層２１を構成している。このため、一つの山型傾斜面２０Ｚの長さ、即ち、一つの第１傾斜面２０Ｘの長さと一つの第２傾斜面２０Ｙの長さとを足し合わせた長さを、一周期の長さという。ここで、傾斜角は、ＭＱＷ層５，６に平行な面に対する傾斜面２０Ｘ，２０Ｙの角度である。また、傾斜方向は、傾斜面２０Ｘ，２０Ｙが延びる方向である。
【００７０】
特に、一の第１傾斜面２０Ｘに入射した光が一方の表面で反射されて他の第１傾斜面２０Ｘに戻り、かつ、一の第２傾斜面２０Ｙに入射した光が一方の表面で反射されて他の第２傾斜面２０Ｙに戻るように、傾斜角、傾斜面２０Ｘ，２０Ｙの長さ、光検知素子３の厚さを設定するのが好ましい。
この場合も、各赤外線検知素子３は、一方の表面がＭＱＷ層５，６に対して平行な面になっており、一方の表面に対してＭＱＷ層５，６及びコンタクト層７〜９を挟んで反対側の他方の表面がＭＱＷ層５，６に対して傾斜した傾斜面２０になっていることになる。
【００７１】
具体的には、各赤外線検知素子３は、第２コンタクト層９の裏面側に、複数の山型傾斜面２０Ｚを有するＧａＡｓ層２１を備える。これにより、各赤外線検知素子３のＭＱＷ層５，６に対して垂直な方向から入射する光を、素子裏面の傾斜面２０で屈折させ、素子表面や素子側面で反射させることで、ＭＱＷ層５，６に平行に近い角度で入射させることができる。この結果、光吸収効率を向上させることができる。
【００７２】
特に、第１傾斜面２０Ｘ及び第２傾斜面２０Ｙは、一方の表面で反射されて戻ってきた光が全反射する条件を満たす傾斜角を有するものとするのが好ましい。この場合、各赤外線検知素子３のＭＱＷ層５，６に対して垂直な方向から入射する光は、素子裏面の傾斜面２０で屈折し、素子表面で反射され、傾斜面２０に戻ってきて、傾斜面２０で全反射される。このようにして傾斜面２０で全反射された光は、素子側面で反射され、ＭＱＷ層５，６に平行に近い角度で入射されることになる。これにより、光吸収効率を向上させることができる。
【００７３】
具体的には、複数の山型傾斜面２０Ｚを有する半導体層２１をＧａＡｓ層とする場合、後述するように、第１傾斜面２０Ｘ及び第２傾斜面２０Ｙは、約１１°以上約３３°以下の傾斜角を有するものとするのが好ましい。
以下、図２１、図２２を参照しながら、傾斜角２４°の第１傾斜面２０Ｘと傾斜角２４°の第２傾斜面２０Ｙとからなる山型傾斜面２０Ｚを複数有するＧａＡｓ層２１を備え、コンタクト層７，９で挟んだ１つのＭＱＷ層５Ｘを備える赤外線検知素子３を例に挙げて、その反射経路及び光吸収効率について説明する。
【００７４】
なお、ここでは、説明の便宜上、１つのＭＱＷ層５Ｘを備える赤外線検知素子３について説明するが、本実施形態のように２つのＭＱＷ層５，６を備える赤外線検知素子３であっても同様の反射経路となり、各ＭＱＷ層５，６において同等の光吸収効率が得られる。
ここでは、図２１に示すように、第１傾斜面２０Ｘ及び第２傾斜面２０Ｙは、それぞれ、長さを約５μｍとし、傾斜角を約２４°としている。また、赤外線検知素子３の幅、即ち、画素サイズを約３０μｍとし、ＭＱＷ層５Ｘの厚さを約２μｍとし、ＭＱＷ層５Ｘの上下のコンタクト層７，９の厚さを、それぞれ、約１μｍとし、赤外線検知素子３の厚さＤを約１６．４μｍとしている。これにより、一の第１傾斜面２０Ｘから入射した光は屈折・反射して、他の第１傾斜面２０Ｘ（ここでは一の第１傾斜面２０Ｘに隣接する第１傾斜面２０Ｘ；次の周期の第１傾斜面２０Ｘ）に達するようにしている。なお、図２１では、説明の便宜上、一つの赤外線検知素子３を簡略化して示している。
【００７５】
特に、赤外線検知素子３の厚さＤを調整して、一の第１傾斜面２０Ｘの一方の端部、即ち、半導体層２１の最も厚さの薄い部分（図２１中、符号Ａ）に入射した光が、他の第１傾斜面２０Ｘの一方の端部、即ち、半導体層２１の最も厚さの薄い部分（図２１中、符号Ｂ）に達するようにしている。
ここでは、第２傾斜面２０Ｙは第１傾斜面２０Ｘと同じ長さ及び同じ角度になっている。このため、同様に、一の第２傾斜面２０Ｙから入射した光は屈折・反射して、他の第２傾斜面２０Ｙ（ここでは一の第２傾斜面２０Ｙに隣接する第２傾斜面２０Ｙ；次の周期の第２傾斜面２０Ｙ）に達することになる。また、一の第２傾斜面２０Ｙの一方の端部、即ち、半導体層２１の最も厚さの薄い部分に入射した光が、他の第２傾斜面２０Ｙの一方の端部、即ち、半導体層２１の最も厚さの薄い部分に達することになる。
【００７６】
具体的には、赤外線検知素子３の厚さＤは、傾斜角をθ１とし、傾斜面の長さをｘ０とし、傾斜面２０に光が入射した場合の屈折角をθ２として、次式（８）によって求めることができる。
【００７７】
【数４】
2012069801.tif 000006
この式（８）より、ここでは、上述のように、赤外線検知素子３の厚さＤを約１６．４μｍとしている。
この場合、図２１に示すように、ＭＱＷ層５Ｘに対して垂直な方向から入射する入射光は、第１傾斜面２０Ｘに対して入射角約２４°で入射し、屈折角７．０８°で屈折する。このようにして入射・屈折した光は、入射面としての傾斜面２０の反対側の素子表面で反射される。そして、戻ってきた光は、傾斜面２０（ここでは２０Ｘ）で全反射され、反射膜１０を有する素子側面で反射されて、素子表面方向へ向かう。この結果、ＭＱＷ層５Ｘに平行に近い角度で入射することになる。その後、ＭＱＷ層５Ｘを通過した光は、再度、素子表面で反射され、再び、ＭＱＷ層５Ｘに平行に近い角度で入射することになる。これにより、光吸収効率を向上させることができる。
【００７８】
ところで、このような赤外線検知素子３では、第１傾斜面２０Ｘの他方の端部、即ち、半導体層２１の最も厚さの厚い部分に近い領域に光が入射すると、その反射光は他の第１傾斜面２０Ｘから外れてしまい、素子外へ出てしまうことになる。厳密には一部は反射して素子内に残る。ここで、第１傾斜面２０Ｘの他方の端部に近い領域は、山型傾斜面２０Ｚの頂点に近い領域である。ここでは、山型傾斜面２０Ｚの高さの約７０％を超える領域である。なお、第２傾斜面２０Ｙに入射する光についても同様である。
【００７９】
一方、図２２に示すように、一方の素子側面に近い領域に光が入射する場合であっても、第１傾斜面２０Ｘの一方の端部に近い領域に入射すれば、反射経路は多少複雑になるものの、一方の素子側面から遠い領域に入射する場合と同様に、ＭＱＷ層５Ｘに平行に近い角度で入射させることができる。この場合、ＭＱＷ層５Ｘに対して垂直な方向から入射する入射光は、第１傾斜面２０Ｘに入射し、屈折された後、入射面としての傾斜面２０の反対側の素子表面で反射される。そして、戻ってきた光は、反射膜１０を有する一方の素子側面で反射され、第２傾斜面２０Ｙで全反射された後、反射膜１０を有する他方の素子側面で反射され、素子表面方向へ向かう。この結果、ＭＱＷ層５Ｘに平行に近い角度で入射することになる。その後、ＭＱＷ層５Ｘを通過した光は、再度、素子表面で反射され、再び、ＭＱＷ層５Ｘに平行に近い角度で入射することになる。これにより、光吸収効率を向上させることができる。ここで、第１傾斜面２０Ｘの一方の端部に近い領域は、山型傾斜面２０Ｚの谷に近い領域である。ここでは、山型傾斜面２０Ｚの高さの約３０％以内の領域である。なお、第２傾斜面２０Ｚに入射する光についても同様である。
【００８０】
そして、上述の第１実施形態の場合と同様に、赤外線検知素子３の幅方向で、即ち、図２１、図２２中、右側から左側まで光吸収効率を足し合わせて、赤外線検知素子３の光吸収効率を計算してみたところ、約６９．５％であった。これは、素子表面側に回折格子を設けた場合の光吸収効率約４８．８％と比べて、およそ４２％の効率改善が図られたことを意味する。
【００８１】
なお、その他の詳細は、上述の第１実施形態の場合と同様であるため、ここでは説明を省略する。
したがって、本実施形態にかかる量子井戸型光検知器及びその製造方法によれば、上述の第１実施形態の場合と同様に、光吸収効率を向上させることができ、十分な感度が得られるようになるという利点がある。
【００８２】
なお、上述の実施形態では、複数の山型傾斜面２０Ｚを設けているが、これに限られるものではなく、例えば、１つの山型傾斜面を設けるようにしても良い。
［第３実施形態］
次に、第３実施形態にかかる量子井戸型光検知器及びその製造方法について、図２３〜図３０を参照しながら説明する。
【００８３】
本実施形態にかかる量子井戸型光検知器は、上述の第１実施形態のものに対し、図２３に示すように、各赤外線検知素子３が、一の波長帯域に対して感度を有する１つのＭＱＷ層５Ｘを赤外線吸収層として用いた１波長ＱＷＩＰ素子である点が異なる。
このため、本実施形態では、各赤外線検知素子３は、一の波長帯域の赤外線を吸収するＭＱＷ層５Ｘを備える。また、各赤外線検知素子３は、ＭＱＷ層５Ｘに対して一方の表面（素子表面）側に設けられた第１コンタクト層７Ｘと、ＭＱＷ層５Ｘに対して他方の表面（素子裏面；光入射面）側に設けられ、複数の赤外線検知素子３に共通の第２コンタクト層９Ｘとを備える。つまり、各赤外線検知素子３は、一方の表面側から、第１コンタクト層７Ｘ、ＭＱＷ層５Ｘ、第２コンタクト層９Ｘが積層された素子構造（半導体積層構造）になっている。なお、第１コンタクト層７Ｘは上部コンタクト層ともいう。また、第２コンタクト層９Ｘは下部コンタクト層又は共通コンタクト層ともいう。
【００８４】
具体的には、各赤外線検知素子３は、一方の表面側から、ｎ型ＧａＡｓ第１コンタクト層７Ｘ、ＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓＭＱＷ層５Ｘ、ｎ型ＧａＡｓ第２コンタクト層９Ｘを積層させた構造になっている。つまり、一つのＭＱＷ層５Ｘをｎ型コンタクト層７Ｘ，９Ｘで挟んだだけの単層構造になっている。なお、ＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓＭＱＷ層５Ｘは、ＡｌＧａＡｓ障壁層とＧａＡｓ井戸層とからなる量子井戸を多数繰り返した構造になっている。このように、各赤外線検知素子３は、ｎ型不純物でドーピングされているＱＷＩＰ素子である。
【００８５】
さらに、各赤外線検知素子３には、一方の表面上、即ち、第１コンタクト層７Ｘ上に第１コンタクト電極１１が設けられている。また、第２コンタクト層９Ｘは、分離溝４によって分離されておらず、全ての赤外線検知素子３につながった共通コンタクト層になっている。ここでは、第２コンタクト層９Ｘは、チップ外周部まで延びている。図示していないが、チップ外周部には、一方の表面側から第２コンタクト層９Ｘまで延びるコンタクト穴が設けられており、このコンタクト穴の底面の第２コンタクト層９Ｘ上に第２コンタクト電極が設けられている。なお、第２コンタクト電極は共通コンタクト電極又は共通電極ともいう。
【００８６】
また、各赤外線検知素子３の一方の表面の上方に、パッシベーション膜１６を介して、信号処理回路アレイ２に電気的に接続するための１つのバンプ１７（金属バンプ電極；ここではＩｎバンプ）が設けられている。そして、このバンプ１７は第１コンタクト電極１１に接続されている。
さらに、図示していないが、チップ外周部の一方の表面の上方に、パッシベーション膜１６を介して、信号処理回路アレイ２に電気的に接続するためのバンプ（金属バンプ電極；ここではＩｎバンプ）が設けられている。そして、このバンプは第２コンタクト電極に接続されている。なお、このチップ外周部に設けられたバンプは共通電極ともいう。
【００８７】
そして、赤外線検知素子アレイ１と信号処理回路アレイ２とは、バンプ１７を介して接続されている。ここでは、各赤外線検知素子３の２つのコンタクト層７Ｘ，９Ｘのそれぞれに、バンプ１７を介して、信号処理回路アレイ２が接続されている。この場合、各赤外線検知素子３の一方の表面側、即ち、素子表面側に信号処理回路アレイ２が接続されることになるため、各赤外線検知素子３には、他方の表面側、即ち、素子裏面側から光が入射することになる。そして、ＭＱＷ層５Ｘからの光電流信号（出力電流）が、各赤外線検知素子３の２つのコンタクト層７Ｘ，９Ｘのそれぞれに接続されたバンプ１７を介して信号処理回路アレイ２に含まれる信号処理回路に個別に読み出されるようになっている。この場合、複数の赤外線検知素子３に共通の第２コンタクト層９Ｘ及びこれに接続されたバンプを介して、ＭＱＷ層５Ｘにバイアス電圧をかける。そして、第１コンタクト層７Ｘ及びこれに接続されたバンプ１７を介してＭＱＷ層５Ｘからの光電流信号を読み出すことができる。
【００８８】
次に、本量子井戸型光検知器の製造方法について、図２４〜図３０を参照しながら説明する。
まず、図２４（Ａ）に示すように、ＧａＡｓ基板（半導体基板）２２上に、ＩｎＧａＰ第１エッチングストッパ層２３、ノンドープのｉ−ＧａＡｓ層（半導体層）２１を成長させる。このように、本実施形態では、下側のＩｎＧａＰ第１エッチングストッパ層２３をＧａＡｓ基板２２とｉ−ＧａＡｓ層２１との間に形成する。これは、ＧａＡｓ基板２２を除去する際にｉ−ＧａＡｓ層２１が除去されないように、エッチング深さを正確に制御するためである。なお、第１エッチングストッパ層２３は下部エッチングストッパ層ともいう。
【００８９】
次に、ｉ−ＧａＡｓ層２１上に、ＩｎＧａＰ第２エッチングストッパ層２４、ｎ−ＧａＡｓ第２コンタクト層９Ｘ、ＩｎＧａＰ第３エッチングストッパ層３１、ＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓＭＱＷ層５Ｘ、ｎ−ＧａＡｓ第１コンタクト層７Ｘを成長させる。このように、本実施形態では、中間のＩｎＧａＰ第２エッチングストッパ層２４をｎ−ＧａＡｓ第２コンタクト層９Ｘの直下に形成する。これは、後述のように溝３０Ｘを形成する際にｎ−ＧａＡｓ第２コンタクト層９Ｘが除去されないように、エッチング深さを正確に制御するためである。なお、第２エッチングストッパ層２４は中間エッチングストッパ層ともいう。また、上側のＩｎＧａＰ第３エッチングストッパ層３１をＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓＭＱＷ層５Ｘの直下に形成する。これは、分離溝４を形成する際に第２コンタクト層９Ｘが切断されないように、エッチング深さを正確に制御するためである。なお、第３エッチングストッパ層３１は上部エッチングストッパ層ともいう。
【００９０】
このようにして、各赤外線検知素子３を構成する半導体積層構造（ウェハ構造）が形成される。
次に、図２４（Ｂ）に示すように、例えばプラズマＣＶＤ法によって、表面全体を覆うように、パッシベーション膜１６（絶縁膜；例えばシリコン酸化膜）を形成する。
次に、図２５（Ａ）に示すように、各赤外線検知素子３のコンタクト電極１１を設ける領域のパッシベーション膜１６を例えばドライエッチングによって除去した後、例えば蒸着によってコンタクト電極１１を形成する。
【００９１】
つまり、ｎ−ＧａＡｓ第１コンタクト層７Ｘの表面上に形成されたパッシベーション膜１６の一部を例えばドライエッチングによって除去した後、例えば蒸着によってコンタクト電極１１を形成する。これにより、ｎ−ＧａＡｓ第１コンタクト層７Ｘ上にコンタクト電極１１が形成される。
次に、図２５（Ｂ）に示すように、各赤外線検知素子３の一方の表面上の反射膜１０を設ける領域のパッシベーション膜１６を例えばドライエッチングによって除去した後、例えばスパッタリングによって反射膜（金属膜）１０を形成する。つまり、ｎ−ＧａＡｓ第１コンタクト層７Ｘの表面上に、即ち、ＭＱＷ層５Ｘに対して平行な表面上に反射膜１０を形成する。
【００９２】
次に、図２６（Ａ）に示すように、例えばドライエッチングによって、各赤外線検知素子３（各画素）を分離する分離溝４を形成する。つまり、複数の赤外線検知素子３が形成されるように分離溝４を形成する。ここでは、ＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓＭＱＷ層５Ｘの直下にＩｎＧａＰ第３エッチングストッパ層３１が形成されており、ＩｎＧａＰ第３エッチングストッパ層３１でエッチングが停止する。このため、その後、ＩｎＧａＰ第３エッチングストッパ層３１を例えばＨＣｌで除去する。そして、さらに、ｎ−ＧａＡｓ第２コンタクト層９Ｘの一部を除去して、表面側からｎ−ＧａＡｓ第２コンタクト層９Ｘに達する分離溝４を形成する。
【００９３】
次に、図２６（Ｂ）に示すように、再び、表面全体を覆うようにパッシベーション膜１６を形成した後、例えばスパッタ及びイオンミリングによって、分離溝４の内部の壁面、即ち、各赤外線検知素子３の側面に反射膜１０を形成する。つまり、分離溝４によって規定される各赤外線検知素子３の側面に反射膜１０を形成する。
このようにして、ｉ−ＧａＡｓ層２１の上方に、ＭＱＷ層５Ｘと、ＭＱＷ層５Ｘを挟むコンタクト層７Ｘ，９Ｘとを備え、ＭＱＷ層５Ｘに対して平行な表面を有する複数の赤外線検知素子３を形成する。上述の工程を赤外線検知素子形成工程（光検知素子形成工程）という。
【００９４】
次に、図２７（Ａ）に示すように、各赤外線検知素子３のバンプ１７を設ける領域のパッシベーション膜１６、即ち、コンタクト電極１１の上方のパッシベーション膜１６を例えばドライエッチングによって除去してコンタクト穴４０を形成する。その後、コンタクト電極１１の表面上に、例えば蒸着又はめっきによって、バンプ１７（ここではＩｎバンプ電極）を形成する。このようにして、各赤外線検知素子３上にバンプ１７を形成する。
【００９５】
次に、図２７（Ｂ）に示すように、チップサイズにダイシング（切断）して、複数の赤外線検知素子３が二次元的に配列された赤外線検知素子アレイ１とした後、これを、例えばフリップチップボンディング（ＦＣＢ）によって、信号処理回路アレイ２に貼り合わせる。このようにして、各赤外線検知素子３をバンプ１７を介して信号処理回路チップ２に貼り合わせる。
【００９６】
次に、図２８（Ａ）に示すように、赤外線検知素子アレイ１と信号処理回路アレイ２との間の隙間に充填材（フィラー）１９を充填する。なお、これ以降は３画素分を図示する。
次に、赤外線検知素子アレイ１に含まれる各赤外線検知素子３の他方の表面に、ＭＱＷ層５Ｘに対して傾斜した傾斜面２０を形成する。この工程を傾斜面形成工程という。
【００９７】
つまり、まず、図２８（Ｂ）に示すように、ＧａＡｓ基板２２を例えばウェットエッチングによって除去する。このＧａＡｓ基板２２を除去するエッチングは、ＩｎＧａＰ第１エッチングストッパ層２３で停止するため、その後、ＩｎＧａＰ第１エッチングストッパ層２３を例えばＨＣｌで除去する。
次に、図２９（Ａ）に示すように、ｉ−ＧａＡｓ層２１の表面上にレジスト２５（フォトレジスト）をパターニングする。ここでは、レジスト２５を厚さを変えてパターニングする。
【００９８】
次に、図２９（Ｂ）に示すように、レジスト２５の厚さを変えてパターニングされたレジストパターンを用いて、例えばドライエッチングによってｉ−ＧａＡｓ層２１を加工して、ｉ−ＧａＡｓ層２１に傾斜面２０を形成する。これにより、傾斜面２０を有するｉ−ＧａＡｓ層２１が形成される。
このように、ｉ−ＧａＡｓ層２１に傾斜面２０を形成するために、各赤外線検知素子３を作製する際に用いたＧａＡｓ基板２２を除去するため、本量子井戸型光検知器に含まれる各赤外線検知素子３はＧａＡｓ基板２２を含まないものとなる。
【００９９】
次に、図３０（Ａ）に示すように、レジスト剥離後、再び、分離溝４の上方に開口部が形成されるように、レジスト２９をパターニングする。
そして、図３０（Ｂ）に示すように、例えばドライエッチングによって、分離溝４の上方のｉ−ＧａＡｓ層２１を除去して溝３０Ｘを形成する。ここでは、ｉ−ＧａＡｓ層２１の直下にＩｎＧａＰ第２エッチングストッパ層２４が形成されており、ＩｎＧａＰ第２エッチングストッパ層２４でエッチングが停止する。これにより、表面側からＩｎＧａＰ第２エッチングストッパ層２４まで延びる溝３０Ｘが形成される。なお、この溝３０Ｘも各赤外線検知素子３を分離するものであるため、分離溝と見ることもできる。
【０１００】
その後、例えばスパッタ及びイオンミリングによって、溝３０Ｘの内部、即ち、各赤外線検知素子３の側面に反射膜１０を形成する。
このようにして、本実施形態にかかる量子井戸型光検知器が完成する。
なお、その他の詳細は、上述の第１実施形態の場合と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【０１０１】
したがって、本実施形態にかかる量子井戸型光検知器及びその製造方法によれば、上述の第１実施形態の場合と同様に、光吸収効率を向上させることができ、十分な感度が得られるようになるという利点がある。
なお、上述の実施形態では、上述の第１実施形態の変形例として説明しているが、これに限られるものではなく、上述の第２実施形態の変形例として構成することもできる。
［その他］
なお、本発明は、上述した各実施形態及び変形例に記載した構成に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。
【０１０２】
例えば、上述の各実施形態及び変形例では、他方の表面側、即ち、第２コンタクト層９，９Ｘの裏面側に、傾斜面２０を有する半導体層２１を設けているが、これに限られるものではない。
例えば、傾斜面を有する半導体層を設けることなく、他方の表面側に設けられた第２コンタクト層（ここではｎ型ＧａＡｓ層）に傾斜面を形成しても良い。つまり、各光検知素子を、傾斜面を有するコンタクト層を備えるものとしても良い。この場合、量子井戸型光検知器を製造する際に、光検知素子形成工程において、傾斜面を形成するための半導体層を形成しなくても良い。また、傾斜面形成工程において、半導体基板を除去し、半導体基板側に形成されている第２コンタクト層に傾斜面を形成すれば良い。なお、第２コンタクト層としてのｎ型ＧａＡｓ層は不可避的に含まれてしまう不純物を含む場合がある。このため、ｎ型ＧａＡｓ層を、ＧａＡｓを含む半導体層（コンタクト層）という。
【０１０３】
また、例えば、傾斜面を有する半導体層を設けることなく、他方の表面側に設けられた半導体基板（ここではＧａＡｓ基板）に傾斜面を形成しても良い。つまり、各赤外線検知素子を、傾斜面を有する半導体基板を備えるものとしても良い。この場合、量子井戸型光検知器を製造する際に、光検知素子形成工程において、傾斜面を形成するための半導体層を形成しなくても良い。また、傾斜面形成工程において、半導体基板を除去することなく、半導体基板に傾斜面を形成すれば良い。なお、ＧａＡｓ基板は不可避的に含まれてしまう不純物を含む場合がある。このため、ＧａＡｓ基板を、ＧａＡｓを含む半導体基板という。
【０１０４】
また、例えば、赤外線検知素子の積層構造、バンプの数及びコンタクト穴の数や配線などの構造は、上述の各実施形態及び変形例の構造に限られるものではない。例えば、２波長ＱＷＩＰにおいて、１つの赤外線検知素子に１つのバンプ及び１つのコンタクト穴を備えるものとしても良い。
以下、上述の各実施形態及び変形例に関し、更に、付記を開示する。
【０１０５】
（付記１）
多重量子井戸層と、前記多重量子井戸層を挟むコンタクト層とを備える複数の光検知素子を備え、
前記各光検知素子は、一方の表面が前記多重量子井戸層に対して平行な面になっており、前記一方の表面に対して前記多重量子井戸層及び前記コンタクト層を挟んで反対側の他方の表面が前記多重量子井戸層に対して傾斜した傾斜面になっており、前記一方の表面及び前記傾斜面に入射する入射光が屈折する側の側面に反射膜を備えることを特徴とする量子井戸型光検知器。
【０１０６】
（付記２）
前記側面の反対側の側面に反射膜を備えることを特徴とする、付記１に記載の量子井戸型光検知器。
（付記３）
前記傾斜面は、前記一方の表面で反射されて戻ってきた光が全反射する条件を満たす傾斜角を有することを特徴とする、付記１又は２に記載の量子井戸型光検知器。
【０１０７】
（付記４）
前記傾斜面として、第１傾斜角を有する第１傾斜面と、前記第１傾斜角と異なる第２傾斜角を有する第２傾斜面とを備えることを特徴とする、付記１又は２に記載の量子井戸型光検知器。
（付記５）
前記第１傾斜角は、前記一方の表面で反射されて戻ってきた光が全反射する条件を満たす傾斜角であることを特徴とする、付記４に記載の量子井戸型光検知器。
【０１０８】
（付記６）
前記傾斜面として、一の傾斜方向を有する複数の第１傾斜面と、前記第１傾斜面と同一の大きさの傾斜角を有し、かつ、前記一の傾斜方向と異なる他の傾斜方向を有する複数の第２傾斜面とを備え、前記第１傾斜面と前記第２傾斜面とが交互に設けられていることを特徴とする、付記１〜３のいずれか１項に記載の量子井戸型光検知器。
【０１０９】
（付記７）
前記複数の第１傾斜面の中の一の第１傾斜面に入射した光が前記一方の表面で反射されて他の第１傾斜面に戻り、かつ、前記複数の第２傾斜面の中の一の第２傾斜面に入射した光が前記一方の表面で反射されて他の第２傾斜面に戻るように、前記傾斜角、前記第１傾斜面の長さ、前記第２傾斜面の長さ及び前記光検知素子の厚さが設定されていることを特徴とする、付記６に記載の量子井戸型光検知器。
【０１１０】
（付記８）
前記各光検知素子は、前記傾斜面を有する半導体層又は前記傾斜面を有する半導体基板を備えることを特徴とする、付記１〜７のいずれか１項に記載の量子井戸型光検知器。
（付記９）
前記コンタクト層の一方が前記傾斜面を有することを特徴とする、付記１〜７のいずれか１項に記載の量子井戸型光検知器。
【０１１１】
（付記１０）
前記傾斜面は、１１°以上３３°以下の傾斜角を有することを特徴とする、付記１〜９のいずれか１項に記載の量子井戸型光検知器。
（付記１１）
前記多重量子井戸層として、一の波長帯域の光を吸収する第１多重量子井戸層と、他の波長帯域の光を吸収する第２多重量子井戸層とを備え、
前記コンタクト層として、前記第１多重量子井戸層に対して前記一方の表面側に設けられた第１コンタクト層と、前記第１多重量子井戸層と前記第２多重量子井戸層との間に設けられた中間コンタクト層と、前記第２多重量子井戸層に対して前記他方の表面側に設けられた第２コンタクト層とを備えることを特徴とする、付記１〜１０のいずれか１項に記載の量子井戸型光検知器。
【０１１２】
（付記１２）
前記多重量子井戸層として、一の波長帯域の光を吸収する多重量子井戸層を備え、
前記コンタクト層として、前記多重量子井戸層に対して前記一方の表面側に設けられた第１コンタクト層と、前記多重量子井戸層に対して前記他方の表面側に設けられ、前記複数の光検知素子に共通の第２コンタクト層とを備えることを特徴とする、付記１〜１０のいずれか１項に記載の量子井戸型光検知器。
【０１１３】
（付記１３）
前記複数の光検知素子のそれぞれに接続された信号処理回路を備えることを特徴とする、付記１〜１２のいずれか１項に記載の量子井戸型光検知器。
（付記１４）
多重量子井戸層と、前記多重量子井戸層を挟むコンタクト層とを備え、前記多重量子井戸層に対して平行な表面を有する複数の光検知素子を形成する工程と、
前記多重量子井戸層に対して傾斜した傾斜面を形成する工程とを含み、
前記光検知素子形成工程は、前記平行な表面に反射膜を形成する工程と、前記各光検知素子の前記傾斜面に入射する入射光が屈折する側の側面に反射膜を形成する工程とを含むことを特徴とする量子井戸型光検知器の製造方法。
【符号の説明】
【０１１４】
１  赤外線検知素子アレイ
２  信号処理回路アレイ
３  赤外線検知素子
４  分離溝
５  ＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓ第１ＭＱＷ層（第１ＭＱＷ層）
５Ｘ  ＭＱＷ層（ＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓＭＱＷ層）
６  ＡｌＧａＡｓ／ＩｎＧａＡｓ第２ＭＱＷ層（第２ＭＱＷ層）
７  ｎ−ＧａＡｓ第１コンタクト層（第１コンタクト層）
７Ｘ  コンタクト層（ｎ−ＧａＡｓ第１コンタクト層）
８  ｎ−ＧａＡｓ中間コンタクト層（中間コンタクト層）
９  ｎ−ＧａＡｓ第２コンタクト層（第２コンタクト層）
９Ｘ  コンタクト層（ｎ−ＧａＡｓ第２コンタクト層）
１０  反射膜
１１  第１コンタクト電極
１２  コンタクト穴
１３  中間コンタクト電極
１４，１４Ｘ  コンタクト穴
１５  第２コンタクト電極
１６  パッシベーション膜
１７  バンプ
１８  配線
１９  充填材
２０  傾斜面
２０Ａ  第１傾斜面
２０Ｂ  第２傾斜面
２０Ｘ  第１傾斜面
２０Ｙ  第２傾斜面
２０Ｚ  山型傾斜面
２１  ｉ−ＧａＡｓ層（ＧａＡｓ層；半導体層）
２２  ＧａＡｓ基板（半導体基板）
２３  ＩｎＧａＰ第１エッチングストッパ層
２４  ＩｎＧａＰ第２エッチングストッパ層
２５，２９  レジスト
２６，２７，２８  マスク
３０，３０Ｘ  溝
３１  ＩｎＧａＰ第３エッチングストッパ層
４０  コンタクト穴
【図１】
2012069801.tif 000007
【図２】
2012069801.tif 000008
【図３】
2012069801.tif 000009
【図４】
2012069801.tif 000010
【図５】
2012069801.tif 000011
【図６】
2012069801.tif 000012
【図７】
2012069801.tif 000013
【図８】
2012069801.tif 000014
【図９】
2012069801.tif 000015
【図１０】
2012069801.tif 000016
【図１１】
2012069801.tif 000017
【図１２】
2012069801.tif 000018
【図１３】
2012069801.tif 000019
【図１４】
2012069801.tif 000020
【図１５】
2012069801.tif 000021
【図１６】
2012069801.tif 000022
【図１７】
2012069801.tif 000023
【図１８】
2012069801.tif 000024
【図１９】
2012069801.tif 000025
【図２０】
2012069801.tif 000026
【図２１】
2012069801.tif 000027
【図２２】
2012069801.tif 000028
【図２３】
2012069801.tif 000029
【図２４】
2012069801.tif 000030
【図２５】
2012069801.tif 000031
【図２６】
2012069801.tif 000032
【図２７】
2012069801.tif 000033
【図２８】
2012069801.tif 000034
【図２９】
2012069801.tif 000035
【図３０】
2012069801.tif 000036