JPH0220073A - 青色に感応するフオトダイオードの製造方法 - Google Patents

青色に感応するフオトダイオードの製造方法

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JPH0220073A
JPH0220073A JP1121306A JP12130689A JPH0220073A JP H0220073 A JPH0220073 A JP H0220073A JP 1121306 A JP1121306 A JP 1121306A JP 12130689 A JP12130689 A JP 12130689A JP H0220073 A JPH0220073 A JP H0220073A
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anisotropic etching
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type
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JP1121306A
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Werner Kuhlmann
ウエルナー、クールマン
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Siemens Corp
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Siemens Corp
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    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H10F30/00—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors
    • H10F30/20—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors the devices having potential barriers, e.g. phototransistors
    • H10F30/21—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors the devices having potential barriers, e.g. phototransistors the devices being sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation
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    • H—ELECTRICITY
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    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H10P50/60—Wet etching
    • H10P50/64—Wet etching of semiconductor materials
    • H10P50/642—Chemical etching
    • H10P50/644—Anisotropic liquid etching
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
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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】 〔産業上の利用分野］ 本発明は、青色に感応するフォトダイオードの製造方法
に関する。
〔従来の技術〕
シリコン−フォトダイオードは約２５０ｎｍ〜５００ｎ
ｍの波長領域に対して極めて平坦なｐｎ接合を有してい
なければならない、それというのも半導体結晶内への短
波光線の浸透深さは周知の通り極めて僅かであるからで
ある。λ−４００ｎｍの波長に対して浸透深さｄは例え
ば約０．２１Ｉ＋＊である。
拡散法を用いて極めて平坦なｐｎ接合を実現することは
、その再生可能性が極めて困難であることから問題であ
る。
イオン注入法を用いた場合極めて平坦なドーピングを得
ることは比較的簡単である。しかしその１つの欠点は、
注入ピークの最大位が結晶の表面にではなく、幾分深い
ところにあるということである。従って光によって解放
されたキャリアは、ｐｎ接合へのその目標−拡散方向に
対向する濃度プロフィｌしに当たることになる。
これを回避する１つの方法は、酸化物、窒化物、α−シ
リコン等の形で散乱媒体を使用することであるが、その
際層の正しい厚さ並びに浸透深さの維持に対する要求は
大きい。
半導体の結晶表面に注入ピークを設定するもう１つの方
法は、シリコンの最上層をエツチングすることである。
しかしこの場合厚さが薄くまた均一性が要求されること
から、この技術分野で常用されるエツチング法では行う
ことができない。
〔発明が解決しようとする諜旺〕
本発明はこれらの欠点を回避すること、また極めて平坦
なｐｎ接合を有するフォトダイオードを製造する方法を
提供し、それによりフォトダイオードの高い青色感応性
を得ることを課題とする。
〔！！題を解決するための手段〕
この課題は本発明によれば、青色に感応するフォトダイ
オードを製造する方法において、ｎ導電型の（１００）
−配向シリコン単結晶内に８０イオンを注入することに
より平坦なｐｎ接合を形成し、その際生じた比較的低い
ｐ型ドーピングを有する上層を、比較的高いｐ３型ドー
ピングを有するより深い箇所に存在する層の領域まで異
方性エツチングにより削り取ることによって解決される
。
この場合ｐｎ接合を製造するためのイオン注入に際して
マスクとして使用する酸化層を、次の異方性エツチング
でエツチングマスクとして使用することが好ましい。
異方性エツチング剤としては、エチレンジアミン・ピロ
カテコール・水溶液を使用するのが有利である。
特に好ましい青色感応性を有するフォトダイオ−ｒは、
Ｂゝイオンを約３０ｋｅＶの加速電圧及び７・１０”ｃ
＋ｅ−”線量でｎ導電型シリコン単結晶内に注入し、そ
の際生じるドーピング濃度が深さを増すに連れて上昇す
るｐ型厚電層をエチレンジアミン−水溶液で約０．１μ
＋ｗの深さまで異方性エツチングすることにより達せら
れる。
〔作用効果〕
この種のフォトダイオードを実現する場合、ホウ素ドー
プされた配向性シリコン結晶を異方性エツチング剤でエ
ツチングした際に得られた認識を意図的に応用する。こ
の種の研究は例えば文献「ジャーナル・オブ・エレクト
ロケミカル・ソサイエテイ（Ｊ、　Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈ
ｅｍ、　Ｓｏｃ、）　Ｊ第１３１ｊ！Ｉ。
阻１　（１９８４年１月）、第１６１頁〜第１７１真に
おけるラレー（Ｎ、　Ｆ、　Ｒａ１ｅｙ）、スギャマ（
Ｙ。
Ｓｕｇｉｙａｍａ）及びデュープー（Ｔ、　ｗｏｎ　Ｄ
ｕｚｅｒ）の論文に記載されている。
すなわち特定の条件下におけるエチレンジアミン／Ｈ，
Ｏのエツチング速度はシリコンのホウ素ドーピングと関
連する。＜１０”Ω−３の範囲ではエツチング速度は約
１μ１１／分であり、１０”ｃｍ−’ではｌｎｍ／分に
低下する。従って例えばＢ゛を３０ｋｅＶ及び７　・１
０１４Ｃ１１−”の線量で注入した場合、約０．１７７
ｍの深さでＮ、、、１１・１０ｔ０ｃＩＩ−Ｓとなる。
このような半導体結晶ウェハを数分間エツチングすると
、低ドーピング領域が削り取られ、ピーク最大範囲では
事実上エツチングストップが生じる。エツチングの深さ
は掻めて浅く、以後のブレーナ技術にいかなる問題も生
じない。エチレンジアミンはウェハを実際に汚染するこ
とはない。酸化領域はエツチングマスクとして作用し、
そこから約５４°の傾斜角でピーク最大の深さまでエツ
チングする。注入による結晶の損傷は部分的に除去され
る。
もちろん注入された線量と電気的に活性のホウ素との違
いには注意しなければならない、活性化速度はイオン注
入後の回復条件によって大きく左右される。
もちろん（１００）　　−配向シリコンを使用すること
が前提ではあるが、これは（１１１）　　一方向に比べ
て表面状態の密度がより小さいために青色に感応するフ
ォトダイオード用としていずれにせよ有利である。
〔実施例〕
本発明を図示された実施例に基づき更に詳述する。
図示の本発明による青色に感応するフォトダイオードは
主に以下の工程で製造される。
酸化マスク５を有するｎ導電型の（１００）−配向シリ
コン単結晶１内にＢ°イオンを注入することにより平坦
な中断されたｐｎ接合２を形成する。その後ホウ素イオ
ン注入に際して生じた図中に破線で示されている比較的
低いｐ型ドーピングを有する層３を、比較的高いＰ゛゛
ドーピングを有するより深い箇所に存在する層４の接合
領域内まで異方性エツチングにより削り取る。図中で元
のＩＷ３を表すこのエツチング溝の側壁は約５４゜の傾
斜角を有する。異方性エツチングに際してイオン注入後
に生じた酸化１１５を有利にエツチングマスクとして使
用し得ることから製造工程は簡略化される。その他の製
造工程はブレーナ技術で常用の方法によって行う、シリ
コンウェハのｎ導電型領域１に、金属接触層７を存する
ｎ゛層６接合し、対応する側面でフォトダイオードはｐ
゛層層上上第２の金属接点８を有する。もちろんダイオ
ードの光入射側、すなわちＰ゛層４更に図示されていな
い反射防止層を有していてもよい。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明による青色に感応するフォトダイオードの
略示断面図である。 １・・・シリコン単結晶 ２・・・ｐｎ接合 ３・・・２層 ４・・・Ｐ°層 ５・・・酸化層 ６・・・ｎ０層 ７・・・金属接触層 ８・・・金属接点

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）ｎ導電型の（１００）配向シリコン単結晶（１）
    内にＢ＾＋イオンを注入することにより平坦なｐｎ接合
    （２）を形成し、その際生じた比較的低いｐ型ドーピン
    グを有する上層（３）を、比較的高いｐ＾＋型ドーピン
    グを有するより深い箇所に存在する層（４）の領域まで
    異方性エッチングにより削り取ることを特徴とする青色
    に感応するフォトダイオードの製造方法。
  2. （２）ｐｎ接合（２）を製造するためのイオン注入に際
    してマスクとして使用する酸化層（５）を異方性エッチ
    ングでのエッチングマスクとして使用することを特徴と
    する請求項１記載の方法。
  3. （３）異方性エッチング剤としてエチレンジアミン・ピ
    ロカテコール・水溶液を使用することを特徴とする請求
    項１又は２記載の方法。
  4. （４）Ｂ＾＋イオンを約３０ｋｅＶの加速電圧及び７・
    １０＾１＾４ｃｍ＾−＾２線量でｎ導電型シリコン単結
    晶（１）内に注入し、その際生じたｐ導電型の上層（３
    ）をエチレンジアミンー水溶液で約０．１μｍの深さま
    で異方性エッチングにより除去することを特徴とする請
    求項１ないし３の１つに記載の方法。
JP1121306A 1988-05-20 1989-05-15 青色に感応するフオトダイオードの製造方法 Pending JPH0220073A (ja)

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EP0342391B1 (de) 1994-03-02
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