【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.05.22】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
24AT0120
利用課題名 / Title
次世代赤外線検出器の研究開発
利用した実施機関 / Support Institute
産業技術総合研究所 / AIST
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）加工・デバイスプロセス/Nanofabrication（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）高度なデバイス機能の発現を可能とするマテリアル/Materials allowing high-level device functions to be performed（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
センサ/ Sensor,CVD,MEMS/NEMSデバイス/ MEMS/NEMS device,蒸着・成膜/ Vapor deposition/film formation,スパッタリング/ Sputtering,光リソグラフィ/ Photolithgraphy,膜加工・エッチング/ Film processing/etching
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
弓削 亮太
所属名 / Affiliation
産業技術総合研究所
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
田中 朋,殿内 規之,小坂 眞由美,宮崎 孝,野口 将高,金折 恵,宮本 俊江,福田 紀香,染谷 浩子
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
佐藤 平道
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
AT-006：マスクレス露光装置
AT-019：多目的エッチング装置(ICP-RIE)
AT-024：抵抗加熱型真空蒸着装置
AT-025：スパッタ成膜装置(芝浦）
AT-030：プラズマCVD薄膜堆積装置
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
カーボンナノチューブや超格子構造を検出部とした各種赤外線検出器の試作を行った。
実験 / Experimental
【実験方法】
これまでに確立したプロセスを用い、暗電流低減のための異なるバリア構造を持つ超格子型赤外線検出素子を試作した。素子プロセスのためのレジストパターニングの形成にはマスクレス露光装置（AT-006）を用いた。SiO2酸化膜の形成にはプラズマＣＶＤ(AT-030)又はスパッタ装置(AT-025)を用いた。SiO2酸化膜のパターニングには反応性イオンエッチング装置（AT-019)を用いた。SiO2 (スパッタ成膜装置(芝浦)）をマスクにしたZnO(スパッタ成膜装置(芝浦))を用いたZnの熱拡散により、超格子構造が形成されたGaAs小片基板にPN接合を形成。裏面コンタクト電極(電極抵抗加熱型真空蒸着装置)と表面コンタクト電極(スパッタ成膜装置(芝浦))、表面ボンディング電極(６インチ電子ビーム真空蒸着装置)を形成し、検出器とした。
【利用した主な装置】（ナノプロセシング施設での利用番号）
[NPF006] マスクレス露光装置
[NPF008] スピンコーター（フォト）
[NPF019] 反応性イオンエッチング装置（RIE）
[NPF021] プラズマアッシャー
[NPF022] UVオゾンクリーナー
[NPF024] 抵抗加熱型真空蒸着装置
[NPF025] スパッタ成膜装置(芝浦)
[NPF030] プラズマCVD薄膜体積装置
[NPF054] ダイシングソー
[NPF109] ６インチ電子ビーム真空蒸着装置
結果と考察 / Results and Discussion
Fig. 1に試作した検出器の光電流のバイアス電圧依存性を-0.4 Vの値で規格したものを示す。バルクバリア、超格子バリア、w/oバリアを比較すると、我々の考案した超格子バリア構造が、特に0 V付近の低バイアス領域においても光電流の取り出し効率が高いことを示した。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
Fig. 1 超格子赤外線検出素子の光電流バイアス依存性
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
- T. Tanaka et al. 第85回応用物理学会秋季学術講演会19a-A35-3, 2024年9月。
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件