JPH02284480A - 光電変換装置 - Google Patents
光電変換装置Info
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- JPH02284480A JPH02284480A JP1106344A JP10634489A JPH02284480A JP H02284480 A JPH02284480 A JP H02284480A JP 1106344 A JP1106344 A JP 1106344A JP 10634489 A JP10634489 A JP 10634489A JP H02284480 A JPH02284480 A JP H02284480A
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Landscapes
- Light Receiving Elements (AREA)
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。
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〕
本発明は光電変換装置に関し、特に紫外線に照射された
時に生じる漏れ電流の増大を阻止する構造を有する光電
変換装置に関するものである。
時に生じる漏れ電流の増大を阻止する構造を有する光電
変換装置に関するものである。
従来、この種の光電変換装置としては例えば光ダイオー
ドアレイがある。この光ダイオードアレイは、分光光度
計を始めとする分析装置におけるスペクトル検出器等に
使用され、この構造は第４図の断面図に示される。
ドアレイがある。この光ダイオードアレイは、分光光度
計を始めとする分析装置におけるスペクトル検出器等に
使用され、この構造は第４図の断面図に示される。
ｎ型の半導体基板１の表層部にはｐ＋型の拡散領域２が
形成されている。そして、拡散領域２により形成される
ｐｎ接合面か半導体基板］の表面に接する端部３は、酸
化物層４および多結晶シリコン層５により覆われている
。さらに、多結晶シリコン層５および拡散領域２は、酸
化物層６により覆われている。このため、ｐｎ接合面の
端部３は、光照射面側から見て紫外線に不透明な多結晶
シリコン層５によって光シールドされており、紫外線の
照射時に主にこの端部３に生しる漏れ電流の増大はかな
り低減されている。
形成されている。そして、拡散領域２により形成される
ｐｎ接合面か半導体基板］の表面に接する端部３は、酸
化物層４および多結晶シリコン層５により覆われている
。さらに、多結晶シリコン層５および拡散領域２は、酸
化物層６により覆われている。このため、ｐｎ接合面の
端部３は、光照射面側から見て紫外線に不透明な多結晶
シリコン層５によって光シールドされており、紫外線の
照射時に主にこの端部３に生しる漏れ電流の増大はかな
り低減されている。
上述したホトダイオードアレイは、トランジスタ等によ
って構成される信号処理回路と同一基板上に製作される
場合が多く、ホトダイオードアレイで検出された光に基
つく信号はこの信号処理回路において所定の処理に供さ
れる。しかしなから近年、このような集積回路の集積度
は品められており、集積度か高くなるにつれて各製造工
程において形成される膜の薄膜化が図られている。これ
に伴い、信号処理回路と同一の製造工程において形成さ
れるホトダイオードアレイの多結晶シリコン層５も薄膜
化されつつある。例えば、多結晶シリコン層５は０，３
〜０．４μｍの膜厚て形成され、この多結晶シリコン層
５の下層部に形成される酸化物層４は約０，５μｍの膜
厚で形成される。
って構成される信号処理回路と同一基板上に製作される
場合が多く、ホトダイオードアレイで検出された光に基
つく信号はこの信号処理回路において所定の処理に供さ
れる。しかしなから近年、このような集積回路の集積度
は品められており、集積度か高くなるにつれて各製造工
程において形成される膜の薄膜化が図られている。これ
に伴い、信号処理回路と同一の製造工程において形成さ
れるホトダイオードアレイの多結晶シリコン層５も薄膜
化されつつある。例えば、多結晶シリコン層５は０，３
〜０．４μｍの膜厚て形成され、この多結晶シリコン層
５の下層部に形成される酸化物層４は約０，５μｍの膜
厚で形成される。
このため、多結晶シリコン層５の紫外線の透過率は大き
くなり、光シールド機能は低下して紫外線の照射時に増
大する凹れ電流は低減されなくなる。紫外線の透過率は
多結晶シリコン層５の膜厚か０．５μｍ以下になると特
に大きくなり、漏れ電流が増大する。この結果、紫外線
帯域における光電変換装置としての検出感度は低下し、
スペクトル検出等の機能の粘度か劣化するという課題が
生じていた。
くなり、光シールド機能は低下して紫外線の照射時に増
大する凹れ電流は低減されなくなる。紫外線の透過率は
多結晶シリコン層５の膜厚か０．５μｍ以下になると特
に大きくなり、漏れ電流が増大する。この結果、紫外線
帯域における光電変換装置としての検出感度は低下し、
スペクトル検出等の機能の粘度か劣化するという課題が
生じていた。
また、このような課題を解消するために、多結晶シリコ
ン層５の厚さを厚くすると、製造コストか上昇し、また
、歩留まりか低くなってしまい、新たな別の課題か生じ
てしまう。
ン層５の厚さを厚くすると、製造コストか上昇し、また
、歩留まりか低くなってしまい、新たな別の課題か生じ
てしまう。
本発明はこのような課題を解消するためになされたもの
で、第１導電型半導体基板に形成された第２導電型の不
純物領域と、不純物領域により形成されるｐｎ接合面の
端部を覆い第１の絶縁層を介して所定位置に選択的に形
成された多結晶のシリコン層と、シリコン層および半導
体基板上に形成された第２の絶縁層と、シリコン層の上
方に位置する第２の絶縁層」二に選択的に形成された紫
外線に不透明な有機材料からなる薄膜層とを備えて構成
されたものである。
で、第１導電型半導体基板に形成された第２導電型の不
純物領域と、不純物領域により形成されるｐｎ接合面の
端部を覆い第１の絶縁層を介して所定位置に選択的に形
成された多結晶のシリコン層と、シリコン層および半導
体基板上に形成された第２の絶縁層と、シリコン層の上
方に位置する第２の絶縁層」二に選択的に形成された紫
外線に不透明な有機材料からなる薄膜層とを備えて構成
されたものである。
ｐｎ接合面の端部は、有機Ｈ料からなる薄膜層および多
結晶のシリコン層によって紫外線から光シールドされる
。
結晶のシリコン層によって紫外線から光シールドされる
。
第１図は本発明の一実施例によるホトダイオドアレイの
断面図であり、第２図はこのホトダイオードアレイの各
製造工程における断面図である。
断面図であり、第２図はこのホトダイオードアレイの各
製造工程における断面図である。
ｎ型のシリコン基板１１上にはシリコン酸化物等からな
る酸化物層］２か約０．１μｍの膜厚に形成され、さら
に、この酸化物層１２上には多結晶のシリコン層１３が
ＣＶＤ技術により約０．５μｍの膜厚に形成される（第
２図（ａ）参照）。
る酸化物層］２か約０．１μｍの膜厚に形成され、さら
に、この酸化物層１２上には多結晶のシリコン層１３が
ＣＶＤ技術により約０．５μｍの膜厚に形成される（第
２図（ａ）参照）。
次に、光感応領域を確保するため、多結晶シリコン層１
３および酸化物層１２の所定領域がエツチング技術を用
いて選択的に除去される（同図（ｂ）参照）。
３および酸化物層１２の所定領域がエツチング技術を用
いて選択的に除去される（同図（ｂ）参照）。
次に、残された多結晶シリコン層１３および酸化物層１
２をマスクにし、露出した基板１］にｎ型の不純物が注
入される。この後、イオン注入された不純物を活性化す
るために熱処理が行われ、ｐ＋型の拡散領域］４か形成
される（同図（ｃ）参照）。
２をマスクにし、露出した基板１］にｎ型の不純物が注
入される。この後、イオン注入された不純物を活性化す
るために熱処理が行われ、ｐ＋型の拡散領域］４か形成
される（同図（ｃ）参照）。
多結晶シリコン層１３はこの熱処理に十分耐えることの
用来る物理的性質を有し、かつ、紫外線に不透明な、つ
まり、紫外線を遮蔽する物理的性質を有する。また、拡
散領域１４により形成されるｐｎ接合而面５の端部］、
５ ａは、この熱処理により、多結晶シリコン層１３
によって光照射面側から見てｆｆ１１つれる形になる。
用来る物理的性質を有し、かつ、紫外線に不透明な、つ
まり、紫外線を遮蔽する物理的性質を有する。また、拡
散領域１４により形成されるｐｎ接合而面５の端部］、
５ ａは、この熱処理により、多結晶シリコン層１３
によって光照射面側から見てｆｆ１１つれる形になる。
ここまでの工程により、ｎ型の半導体基板１］とｐ＋型
の拡散領域１４とのｐｎ接合により、複数個のホトダイ
オードが形成される。
の拡散領域１４とのｐｎ接合により、複数個のホトダイ
オードが形成される。
次に、多結晶シリコン層１３および基板１１の拡散領域
１４上に二酸化ケイ素（Ｓ １０２ ） 、リン・ケイ
酸ガラス（ＰＳＧ）、窒化ケイ素（ＳｉＮ）等がＣＶＤ
技術を用いて堆積され、絶縁層１６が所望の厚さに形成
される。この絶縁層１６は照射される光の反射防止膜に
なると共に、電気的絶縁に供されるものになる（同図（
ｄ）参照）。
１４上に二酸化ケイ素（Ｓ １０２ ） 、リン・ケイ
酸ガラス（ＰＳＧ）、窒化ケイ素（ＳｉＮ）等がＣＶＤ
技術を用いて堆積され、絶縁層１６が所望の厚さに形成
される。この絶縁層１６は照射される光の反射防止膜に
なると共に、電気的絶縁に供されるものになる（同図（
ｄ）参照）。
引き続いて、この絶縁層１６上に紫外線に不透明な感光
性有機利付、例えば、ポリイミド等が１〜３μｍの厚さ
に堆積され、有機薄膜層］７か形成される（同図（ｅ）
参照）。
性有機利付、例えば、ポリイミド等が１〜３μｍの厚さ
に堆積され、有機薄膜層］７か形成される（同図（ｅ）
参照）。
次に、拡散領域］４の上方に位置する有機薄膜層１７の
一部かフォトエツチング技術およびエツチング技術を用
いて選択的に除去される。この結果、多結晶シリコン層
］３の上方に位置する絶縁層］６」二にのみ有機薄膜層
］７が残され、第１図に示される構造のホトダイオード
アレイが形成される。
一部かフォトエツチング技術およびエツチング技術を用
いて選択的に除去される。この結果、多結晶シリコン層
］３の上方に位置する絶縁層］６」二にのみ有機薄膜層
］７が残され、第１図に示される構造のホトダイオード
アレイが形成される。
このような構造において、光感応領域に光が照射される
と、ｐｎ接合而面５に形成される空乏領域にキャリアか
捕らえられ、各ホトダイオードには光出力電流か生じる
。この性質を利用して、ホトダイオードアレイは分析装
置におけるスペクトル検出器等に使用される。
と、ｐｎ接合而面５に形成される空乏領域にキャリアか
捕らえられ、各ホトダイオードには光出力電流か生じる
。この性質を利用して、ホトダイオードアレイは分析装
置におけるスペクトル検出器等に使用される。
この際、ホトダイオードに生じる漏れ電流は、紫外線か
照射されることによって主にｐｎ接合而面端部において
発生ずるが、端部１５ａは光照射面側から見て有機薄膜
層１７によって覆われる構造になっている。このため、
照射された紫外線は主にこの有機薄膜層１７によって吸
収され、併せて多結晶シリコン層］３により吸収される
。つまり、光感応領域に斜めから入射する紫外線は、端
部１．５ ａに近在する多結晶シリコン層１３により吸
収される。この結果、多結晶シリコン層］３の層の厚さ
にかかわらず、ホトダイオードに生じる漏れ電流の増大
は阻屯される。しかも、ｐｎ接合而面５の端部］、 ５
ａは多結晶シリコン層１３により紫外線から保護され
ているため、端部１５ａに乱れ電流か連続して増大する
ことはなく、ホトダイオードの寿命は長くなる。従って
、紫外線帯域におけるホトダイオードの検出感度は向上
し、スペクトル検出等は安定に、かつ、精度良く行われ
、優れたホトダイオードアレイが提供される。
照射されることによって主にｐｎ接合而面端部において
発生ずるが、端部１５ａは光照射面側から見て有機薄膜
層１７によって覆われる構造になっている。このため、
照射された紫外線は主にこの有機薄膜層１７によって吸
収され、併せて多結晶シリコン層］３により吸収される
。つまり、光感応領域に斜めから入射する紫外線は、端
部１．５ ａに近在する多結晶シリコン層１３により吸
収される。この結果、多結晶シリコン層］３の層の厚さ
にかかわらず、ホトダイオードに生じる漏れ電流の増大
は阻屯される。しかも、ｐｎ接合而面５の端部］、 ５
ａは多結晶シリコン層１３により紫外線から保護され
ているため、端部１５ａに乱れ電流か連続して増大する
ことはなく、ホトダイオードの寿命は長くなる。従って
、紫外線帯域におけるホトダイオードの検出感度は向上
し、スペクトル検出等は安定に、かつ、精度良く行われ
、優れたホトダイオードアレイが提供される。
なお、上記実施例の説明においては、基板１１をｐ型と
し、拡散領域］４をｐ型として説明したかこれに限定さ
れることはなく、逆の導電型になるように構成しても良
く、上記実施例と同様な効果を奏する。
し、拡散領域］４をｐ型として説明したかこれに限定さ
れることはなく、逆の導電型になるように構成しても良
く、上記実施例と同様な効果を奏する。
第３図は、ホトダイオードアレイへの紫外線照射量と、
紫外線の照射時にホトダイオードアレイに生しる漏れ′
電流の増加量の割合との関係を表すグラフである。この
横軸は紫外線の照射量を表し、紫外線の照射時間を単位
とする。縦軸は漏れ電流の増加量の割合を表し、その目
盛は初期の漏れ電流に対して何倍たけ漏れ電流が増加し
たかという倍数を示す。例えば、初期の漏れ電流か］、
［ｐＡ］であれば、目盛［］」においては漏れ電流の増
加はなくて漏れ電流は］、［ｐＡ］であることを表わし
、目盛「１０」においては漏れ電流が増加して漏れ電流
か］、０［ｐＡ］になったことを表わす。
紫外線の照射時にホトダイオードアレイに生しる漏れ′
電流の増加量の割合との関係を表すグラフである。この
横軸は紫外線の照射量を表し、紫外線の照射時間を単位
とする。縦軸は漏れ電流の増加量の割合を表し、その目
盛は初期の漏れ電流に対して何倍たけ漏れ電流が増加し
たかという倍数を示す。例えば、初期の漏れ電流か］、
［ｐＡ］であれば、目盛［］」においては漏れ電流の増
加はなくて漏れ電流は］、［ｐＡ］であることを表わし
、目盛「１０」においては漏れ電流が増加して漏れ電流
か］、０［ｐＡ］になったことを表わす。
直線２１は紫外線に対して未対策なホトダイオドアレイ
における特性を表し、ｐｎ接合面の端部が紫外線の照射
から保護されていない＋１へ１造のものである。直線２
２は第４図に示された従来のホトダイオードアレイにお
ける特性を表し、多結晶シリコン層の層の厚さが薄い構
造のものである。
における特性を表し、ｐｎ接合面の端部が紫外線の照射
から保護されていない＋１へ１造のものである。直線２
２は第４図に示された従来のホトダイオードアレイにお
ける特性を表し、多結晶シリコン層の層の厚さが薄い構
造のものである。
これらに対し、直線２３は上記実施例によるホトダイオ
ードアレイにおける特性を表し、ｐｎ接合面の端部１５
ａが有機薄膜層１７によって保護されている構造のもの
である。
ードアレイにおける特性を表し、ｐｎ接合面の端部１５
ａが有機薄膜層１７によって保護されている構造のもの
である。
上記実施例による直線２３に表される特性は、他の直線
２１．２２に表される特性に比較して漏れ電流の増大が
極めて抑制されていることが、同図から容易に理解され
る。
２１．２２に表される特性に比較して漏れ電流の増大が
極めて抑制されていることが、同図から容易に理解され
る。
以上説明したように本発明によれば、ｐｎ接合面の端部
は有機祠料からなる薄膜層および多結晶のシリコン層に
よって紫外線から光シールドされる。このため、照射さ
れる紫外線は、多結晶シリコン層の厚さにかかわらず、
主に薄膜層によって阻止される。この結果、紫外線帯域
における光電変換装置としての検出感度は向上し、スペ
クトル検出等の機能の精度は高くなるという効果を有す
る。しかも、多結晶シリコン層の厚さを厚くする必要は
無いため、装置の製造コストの上昇は抑制され、かつ、
歩留まりは高くなるという効果をも有する。
は有機祠料からなる薄膜層および多結晶のシリコン層に
よって紫外線から光シールドされる。このため、照射さ
れる紫外線は、多結晶シリコン層の厚さにかかわらず、
主に薄膜層によって阻止される。この結果、紫外線帯域
における光電変換装置としての検出感度は向上し、スペ
クトル検出等の機能の精度は高くなるという効果を有す
る。しかも、多結晶シリコン層の厚さを厚くする必要は
無いため、装置の製造コストの上昇は抑制され、かつ、
歩留まりは高くなるという効果をも有する。
第１図は本発明の一実施例による装置の断面図、第２図
はこの第１図に示された装置を製造する際の各工程にお
ける断面図、第３図はホトダイオドアレイへの紫外線照
射量と紫外線によってホトダイオードアレイに生じる漏
れ電流の増加量の割合との関係を表すグラフ、第４図は
従来の装置の断面図である。 １］・・半導体基板、１２・・・酸化物層、］３・多結
晶のンリコン層、１４・・拡散領域、］５・・・ｐｎ接
合面、１５ａ・・・ｐｎ接合面］５の端部、１６・・絶
縁層、１７ 有機飼料からなる薄膜層。 代理人弁理士 長谷用 芳 樹間
塩 Ｊｌ 辰 也］ ］
はこの第１図に示された装置を製造する際の各工程にお
ける断面図、第３図はホトダイオドアレイへの紫外線照
射量と紫外線によってホトダイオードアレイに生じる漏
れ電流の増加量の割合との関係を表すグラフ、第４図は
従来の装置の断面図である。 １］・・半導体基板、１２・・・酸化物層、］３・多結
晶のンリコン層、１４・・拡散領域、］５・・・ｐｎ接
合面、１５ａ・・・ｐｎ接合面］５の端部、１６・・絶
縁層、１７ 有機飼料からなる薄膜層。 代理人弁理士 長谷用 芳 樹間
塩 Ｊｌ 辰 也］ ］
Claims (1)
- 第１導電型半導体基板の表層部に形成された第２導電型
の不純物領域と、この不純物領域により形成されるｐｎ
接合面の端部を覆い電気的絶縁性を有する第１の絶縁層
を介して所定位置に選択的に形成された多結晶のシリコ
ン層と、このシリコン層および前記半導体基板上に形成
され照射される光の反射を防止しかつ電気的絶縁性を有
する材料からなる第２の絶縁層と、前記シリコン層の上
方に位置する前記第２の絶縁層上に選択的に形成された
紫外線に不透明な有機材料からなる薄膜層とを備えて構
成される光電変換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1106344A JPH02284480A (ja) | 1989-04-26 | 1989-04-26 | 光電変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1106344A JPH02284480A (ja) | 1989-04-26 | 1989-04-26 | 光電変換装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02284480A true JPH02284480A (ja) | 1990-11-21 |
Family
ID=14431205
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1106344A Pending JPH02284480A (ja) | 1989-04-26 | 1989-04-26 | 光電変換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02284480A (ja) |
-
1989
- 1989-04-26 JP JP1106344A patent/JPH02284480A/ja active Pending
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