JPH01187983A - フォトダイオードの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概　要〕 フォトダイオードの製造方法に関し、 透明電極の特性を向上するとともに、配線材料との密着
性を良好にすることを目的とし、酸素流量比０．１〜０
．３の雰囲気中で、ターゲットに金属酸化物を用いたス
パッタ法によって、基板」二に透明電極を形成する透明
電極形成工程と、該透明電極形成工程を経た上記裁板を
大気、窒素、水素、水素・窒素混合気体のうちのいずれ
か１つの雰囲気中で熱処理を施す熱処理工程とを含め構
成する。

〔産業上の利用分野］ 本発明は、フォトダイオードの製造方法に関し、より詳
しくはンヨントキー・フォトダイオードの透明電極の形
成方法に関する。

〔従来の技術〕

ショットキー・フォトダイオードには、例えば第５図に
見られるように、基板（シリコンノ、（板）４表面のＳ
ｉＯ２膜４１上にクローム層４２、水素化アモルファス
シリコン（ａ−５ｉ：ＩＩ）　Ｒ４３を順に形成し、そ
の上にインジウム・ティン・オキサイド（ＩＴＯ）より
なる透明型１蛋４４を形成したものがある。

その透明電極層４４は、インジウムオキサイド−ティン
オキサイド（Ｉｎ、０３−３ｎＯ□）のような酸化＼物
をクーゲット材料として使用したマグネトロン・スパッ
ク法により形成されている。

そして、このスパック法は、アルゴンガス（Ａｒ）と酸
素（０□）の雰囲気中で、かつ、酸素流星比Ｃｘ（・０
□／Ａｒ＋Ｏ□）がＯ〜０．０１となる条件で行われて
いる。

〔発明が解決しようとする問題点］ しかし、前記したような値の酸素流量比では、１ｎ２０
３−３ｎＯｚの還元が進み易いため、ＩｎｚＯ＊−３ｎ
０２よりなるクーゲット表面にインジウム（Ｉｎ）やス
ズ（Ｓｎ　）が析出してＩＴＯの組成が変化するといっ
た問題がある。

しかも、基板４上に形成された透明電極４４を構成する
ＩＴＯのうちのＩｎ２Ｏ３は、結晶格子が（２゜２．２
）のものばかりでなく、（４，０，０）　も含んでいる
ため、アルミニュウム算よりなる配線材料と透明電極４
４とが剥離し易いといった問題も併せて発生する。

そこで、本発明はこのような問題に鑑みてなされたもの
であって、透明電極の特性を向上するとともに、配線材
料との密着性を良好にすることができるフォトダイオー
ドの製造方法を提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 上記目的は、酸素流量比０．１〜０．３の雰囲気中で、
ターゲット３に金属酸化物を用いたスパッタ法によって
、基板４上に透明電極４４を形成する透明電極形成工程
と、該透明電極形成工程を経た上記基＋Ｆｊ、４を大気
、窒素、水素、水素・窒素混合気体のうちのいずれか１
つの雰囲気中で熱処理を施す熱処理工程とを有するフォ
トダイオードの製造方法によって達成する。

〔作　用］ 先ず、真空中に不活性ガスを封入するとともに、酸素？
ＩＬ量比が０．１〜０．３にした雰囲気中に基（反４を
置き、スパックを行うと、ターゲット３から離脱した金
属酸化物を基板４表面に到達させ、透明電極４４を形成
する。

この状態で行われたスパックは酸素流量比が０．１〜０
．３程度であるため、ターゲラ８３表面の還元を阻止し
、しかも、シリコン基板４上に形成する金属酸化物の結
晶格子を揃えることができる。

以上の工程を経て形成された基板４上のフォトダイオー
ドは、透明電極４４の下面に５ｉＯｘ（ｘ＜２）が発生
ずることがあり、基板４のダングリングボンドによる界
面中位のためにリークＴＬ流が大きくなる。

そこで次に、透明電極４４を形成した基板４を、大気、
窒素、水素、水素・窒素混合気体のうちのいずれか１つ
の雰囲気中に置き、熱処理を行う。

これによりシリコン基板４上に形成されたフォＩ・ダイ
オードはり−ク７Ｓ？＆が減少する。

〔実施例〕

第１図゛は、マグネトロン・スパック法を実施するため
のスパンクリング装置ｔの概要を示したもので、そのペ
ルジャー２内には、１１２０３−５ｎｏ２よりなるター
ゲット３と基板４とが相対向して取付けられており、ま
た、シリコン基板４の近傍にはアノード５が設けられて
いて、直流の電源６によってクーゲット３にマイナスを
、アノード５にプラスをそれぞれ印加することによりク
ーゲット３とアノード５との間に電Ｗが発生するように
構成されている。

７は、クーゲット３の裏面側に取付けられた電磁石で、
クーゲット３表面上の外周から中央方向に磁界Ｂを発生
していて、アノード５とターゲ。

ト３により生じた電界と磁界Ｂとが直交するように構成
されている。

上記した基板４は、例えばシリコンにより形成されたも
のであって、例えば第５図に見られるように、スパッタ
リング法によって、その表面のｓ＋ｏＪＩ２４１上にク
ローム層４２を５００〜２．０００人程０の厚さに形成
し、さらにその上にプラズマＣＶＤ法によりａ−５ｉ：
Ｉｆ層４３を約５．０００〜２０．０００人積０して形
成したものである。

なお、図中符号８は、基板４を支持する支持部材、９は
真空ポンプを示している。

次に、本発明の一実施例を示す製造方法について第２図
に示すフローチャートを参照しながら説明する。

先ず、基板４を支持部材８に取付けた状態で、真空ポン
プ９によりペルジャー２内を真空にした後、ペルジャー
２内にアルゴン（Ａｒ）のような不活性ガスを封入する
とともに、酸素流量比Ｃｏｘ（・ｏ２１０、＋Ａｒ）が
０．１〜０．３程度となる晴の酸素（０□）を封入する
。

次に、アノード５とターゲット３に電圧を加えてペルジ
ャー２内の空間に電界を発生・させるとともに、電磁石
７を作動してターゲット３の表面近傍に磁界Ｂを発生さ
せ、真空中で発生するプラズマをターゲット３近傍の空
間に閉じ込める。

この状態で基板４の温度を５０〜２００″Ｃに加熱する
。

従って、ペルジャー２内のエレクトロンはターゲット３
上のプラズマ内部をサイクロイド運動し、アルゴンイオ
ンの発生を増進させてプラズマの密度を向上し、ターゲ
ット３から離脱したＩｎ２Ｊ１−ＳｎＯ□分子を対向す
る基板４表面に到達させ、基板４のａ−Ｓｉ：ＩＩＪＷ
　４３上に第５図に見られるような透明電極４４を形成
する。

この状態で行われたスパックは酸素流量比Ｃｏｘが０．
１〜０．３程度であるため、ターゲット表面の還元を阻
止し、しかも、シリコン基板４上に形成する全てのＩｎ
ｚＯ，、の結晶格子を（２，２，２）に揃えることがで
きる。この場合の透明電極４４の抵抗率は、第３図に示
す特性から明らかなように、酸素流量比Ｃｏｘを０．０
１稈度とした場合よりも高くなる。

以上の工程を経て形成された基板４上のフォトダイオー
ドは、透明電極４４とａ−５ｉ：１１層４３との界面に
５ｉＯｘ（ｘ＜２）が発生し、基板４のダングリングボ
ンドによる界面単位のためにリーク電流が大きくなる。

そこで次に、透明電極４４を形成した基板４を大気、窒
素（Ｎ２）、水素（１１□）、Ｎｚ−１１，のうちのい
ずれか１つの雰囲気中に置き、約２００〜３００　’Ｃ
の熱処理を約５時間以内で行う。

これによりシリコン基板４上に形成されたフォトダイオ
ードはリーク電流が減少する。

次に、上記した製造方法により作成したフォトダイオー
ドの一例を示す。

酸素流量比Ｃｏｘを０．２にし、基板４の温度を１１３
０°Ｃの条件下においてスパックを行った場合には、シ
リコン基板４上のフォトダイオードは第５図の実線で示
すような特性結果が得られた。しかし、この状態ではリ
ーク電流が多く、フォトダイオードに光を当てた「明」
の特性と、光を遮断した「暗」の特性との電流密度の差
が小さい。

その後、基板４を、２５０°Ｃの大気中で３０分間熱処
理を施すと、第４図の破線で示すように「明」　「暗」
のときにフォトダイオードを流れる電流密度の差が大き
くなり、はぼ３指の差となる。

従って照度に対応した量の電流を流すことができる。

なお、上記した実施例では、ターゲット３に印加する電
源を直流としたが、高周波電源とすることも可能である
。また、上記した実施例では、ペルジャー２内にアルゴ
ンガスを封入したが、その他の不活性ガスを使用するこ
ともでき、その際の酸素流量比Ｃ６Ｘは、酸素量を、不
活性ガスと酸素量との総量で割って求める。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明は、酸素流量比を０゜１〜０．
３の雰囲気中で、スパック法により透明電極を基板上に
形成するとともに、透明電極形成後に基板に熱処理を加
えるようにしたので、透明電極の形成時間を短縮するこ
とができ、また、配線材料との密着性を良好にすること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を実施するためのスパッタリング装置
の概要構成図、 第２図は、本発明の一実施例を示すフローチャート図、
。 第３図は、スパックリング法により形成した透明″：ｒ
：、、極の抵抗率・酸素流に比の特性図、第４図は、本
発明により作成したフォトダイオードの電圧・電流特性
図、 第５図は、フォトダイオードの一例を示す断面図である
。 （符号の説明） １・・・スパンタリング装置、 ２・・・ヘルジャー、 ３・・・ターゲット、 ４　・・・１（（反、 ５・・・アノード、 ６・・・電源、 ７・・電磁石、 １１１　・・ＳｉＯ□膜、 ４２・・・クローム層、 ４３　・・−ａ−５ｉ：ＩＩＩＷ、 ４４・・・透明電極。 第　３　図 ／１１−亥ｊ月伯−軍さ晰祈１旨示１フローキダーヒ図
第２図 〕オドクイオーＨの一佐’］を示３島歩Ｔ面εづ第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　酸素流量比０．１〜０．３の雰囲気中で、ターゲット
   （３）に金属酸化物を用いたスパッタ法によって、基板
   （４）上に透明電極（４４）を形成する透明電極形成工
   程と、 該透明電極形成工程を経た上記基板（４）を大気、窒素
   、水素、水素・窒素混合気体のうちのいずれか１つの雰
   囲気中で熱処理を施す熱処理工程とを有するフォトダイ
   オードの製造方法。