JPH10163515A - フォトディテクタおよびその製造方法 - Google Patents
フォトディテクタおよびその製造方法Info
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- JPH10163515A JPH10163515A JP8323107A JP32310796A JPH10163515A JP H10163515 A JPH10163515 A JP H10163515A JP 8323107 A JP8323107 A JP 8323107A JP 32310796 A JP32310796 A JP 32310796A JP H10163515 A JPH10163515 A JP H10163515A
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- Japan
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- layer
- photodetector
- silicon substrate
- conductivity type
- concave portion
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- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- 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
- H10F30/22—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 the devices having only one potential barrier, e.g. photodiodes
- H10F30/221—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 the devices having only one potential barrier, e.g. photodiodes the potential barrier being a PN homojunction
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F77/00—Constructional details of devices covered by this subclass
- H10F77/10—Semiconductor bodies
- H10F77/14—Shape of semiconductor bodies; Shapes, relative sizes or dispositions of semiconductor regions within semiconductor bodies
- H10F77/147—Shapes of bodies
-
- 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
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Landscapes
- Light Receiving Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】シリコン基板上に選択エピ成長により作製した
フォトディテクタの光吸収層の厚膜化によって増加する
ファセット形成による段差を低減し、アノード電極の断
線を防ぐ。 【解決手段】フォトディテクタの光吸収層を、基板に側
壁酸化膜で囲まれて形成した凹部に選択エピ成長により
形成し、光吸収層５ａ，６ａ，７とコンタクト層８の膜
厚の合計を凹部の深さよりも厚くすることで、凹部内周
辺部のファセット形成による段差を低減し、上部コンタ
クト層８に電気的に接続するアノード電極１２の引き出
し部の断線を防ぐ。
フォトディテクタの光吸収層の厚膜化によって増加する
ファセット形成による段差を低減し、アノード電極の断
線を防ぐ。 【解決手段】フォトディテクタの光吸収層を、基板に側
壁酸化膜で囲まれて形成した凹部に選択エピ成長により
形成し、光吸収層５ａ，６ａ，７とコンタクト層８の膜
厚の合計を凹部の深さよりも厚くすることで、凹部内周
辺部のファセット形成による段差を低減し、上部コンタ
クト層８に電気的に接続するアノード電極１２の引き出
し部の断線を防ぐ。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、フォトディテクタ
およびその製造方法に係わり、特にシリコン基板上に選
択エピタキシャル成長技術を用いてに形成したフォトデ
ィテクタおよびその製造方法に関する。
およびその製造方法に係わり、特にシリコン基板上に選
択エピタキシャル成長技術を用いてに形成したフォトデ
ィテクタおよびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】光通信システム等に用いられるフォトデ
ィテクタとしては、一般に、例えば、ＩｎＧａＡｓＰ等
の化合物によるフォトディテクタが広く用いられている
が、シリコンプロセスとの整合性の良い点では、シリコ
ンもしくは、ＳｉＧｅを光吸収層に用いたフォトディテ
クタが有利であり、シリコントランジスタと同一基板上
にフォトディテクタを搭載したＯＥＩＣ（Ｏｐｔｏ−Ｅ
ｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃ
ｕｉｔｓ）の開発が行われている。
ィテクタとしては、一般に、例えば、ＩｎＧａＡｓＰ等
の化合物によるフォトディテクタが広く用いられている
が、シリコンプロセスとの整合性の良い点では、シリコ
ンもしくは、ＳｉＧｅを光吸収層に用いたフォトディテ
クタが有利であり、シリコントランジスタと同一基板上
にフォトディテクタを搭載したＯＥＩＣ（Ｏｐｔｏ−Ｅ
ｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃ
ｕｉｔｓ）の開発が行われている。
【０００３】ここで、フォトディテクタの構造は大別し
て、表面入射型と導波路型の二つがある。表面入射型の
場合は、光の入射方向は基板に対して深さ方向であり、
導波路型は、基板の表面に平行な方向である。両者とも
フォトディテクタの光感度を高める方法の一つとして、
その光吸収層を厚くする手段がある。
て、表面入射型と導波路型の二つがある。表面入射型の
場合は、光の入射方向は基板に対して深さ方向であり、
導波路型は、基板の表面に平行な方向である。両者とも
フォトディテクタの光感度を高める方法の一つとして、
その光吸収層を厚くする手段がある。
【０００４】表面入射型の場合、光吸収層を厚くするこ
とで、光の入射経路が長くなり、より深い位置まで光が
通過する分だけ、光の吸収ができるので、光感度が高く
なる。
とで、光の入射経路が長くなり、より深い位置まで光が
通過する分だけ、光の吸収ができるので、光感度が高く
なる。
【０００５】一方、導波路型の場合には、ファイバから
でた光の受光断面積が広くなる分だけ、光を受光しやす
くなるので、結果としてフォトディテクタの光感度が高
くなる。
でた光の受光断面積が広くなる分だけ、光を受光しやす
くなるので、結果としてフォトディテクタの光感度が高
くなる。
【０００６】例えば、杉山らの１９９５ ＩＥＤＭ Ｔ
ｅｃｈ．Ｄｉｇ．，ｐｐ．５８３−５８６には、ＳｉＧ
ｅを用いたフォトディテクタに関する報告がなされてい
る。図１０（Ａ）は、このフォトディテクタの構成を示
す断面図、図１０（Ｂ）は図１０（Ａ）のＢ部すなわち
ファセット形成部を拡大した断面図である。
ｅｃｈ．Ｄｉｇ．，ｐｐ．５８３−５８６には、ＳｉＧ
ｅを用いたフォトディテクタに関する報告がなされてい
る。図１０（Ａ）は、このフォトディテクタの構成を示
す断面図、図１０（Ｂ）は図１０（Ａ）のＢ部すなわち
ファセット形成部を拡大した断面図である。
【０００７】シリコン基板２１上にＮ型拡散層２２を形
成し、光吸収層を形成する場所をシリコンエッチングで
開口し、シリコン酸化膜を成長した後、エッチバックを
行い側壁酸化膜２４を形成する。そして、光吸収層とし
て、Ｓｉエピタキシャル層２５ａ、ＳｉＧｅエピタキシ
ャル層２６ａを積層構造に交互に選択的に成長し、Ｓｉ
バッファ層２７、Ｐ+ 型コンタクト層２８を連続的に選
択成長した後、表面に被膜したカバー酸化膜２９にアノ
ードコンタクト３０およびカソードコンタクトを開け、
アノード電極３２、カソード電極３３を形成する。
成し、光吸収層を形成する場所をシリコンエッチングで
開口し、シリコン酸化膜を成長した後、エッチバックを
行い側壁酸化膜２４を形成する。そして、光吸収層とし
て、Ｓｉエピタキシャル層２５ａ、ＳｉＧｅエピタキシ
ャル層２６ａを積層構造に交互に選択的に成長し、Ｓｉ
バッファ層２７、Ｐ+ 型コンタクト層２８を連続的に選
択成長した後、表面に被膜したカバー酸化膜２９にアノ
ードコンタクト３０およびカソードコンタクトを開け、
アノード電極３２、カソード電極３３を形成する。
【０００８】光吸収層の成長の際、（１００）基板上に
おいては、エピ成長面の中央部と周辺部とでエネルギー
の安定度が異なるため、エピ成長面の周辺部には（１０
０）面以外の結晶面が現れる。この面の成長速度は（１
００）面よりも遅いために、図１０（Ｂ）に示すような
ファセットが発生して成長面は傾斜する。これは、光吸
収層が厚くなるほど顕著に大きくなり、（エピ成長膜
厚）＝（成長面の深さ）とすると、上部電極を接続する
ときにファセットにより生ずる段差のためにアルミ電極
が断線するおそれがある。
おいては、エピ成長面の中央部と周辺部とでエネルギー
の安定度が異なるため、エピ成長面の周辺部には（１０
０）面以外の結晶面が現れる。この面の成長速度は（１
００）面よりも遅いために、図１０（Ｂ）に示すような
ファセットが発生して成長面は傾斜する。これは、光吸
収層が厚くなるほど顕著に大きくなり、（エピ成長膜
厚）＝（成長面の深さ）とすると、上部電極を接続する
ときにファセットにより生ずる段差のためにアルミ電極
が断線するおそれがある。
【０００９】従来は、杉山らのフォトディテクタのよう
に、図１０（Ａ）の光吸収層を超格子構造にすることに
よって、ファセットが発生しにくい構造にする手段がと
られていた。
に、図１０（Ａ）の光吸収層を超格子構造にすることに
よって、ファセットが発生しにくい構造にする手段がと
られていた。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術の問題点
は、さらに光吸収層を厚くした場合では、周辺部におい
ては（ＳｉＧｅエピ成長膜厚）＜（エピ成長面の深さ）
になり、周辺部で段差を生じてしまい、この段差により
そこを延在する電極配線の断線を発生する可能性を有す
ることであるその理由は、成長方法の最適化によって
も、厚膜化によってファセットの抑制に限界がきてしま
うためである。
は、さらに光吸収層を厚くした場合では、周辺部におい
ては（ＳｉＧｅエピ成長膜厚）＜（エピ成長面の深さ）
になり、周辺部で段差を生じてしまい、この段差により
そこを延在する電極配線の断線を発生する可能性を有す
ることであるその理由は、成長方法の最適化によって
も、厚膜化によってファセットの抑制に限界がきてしま
うためである。
【００１１】本発明の目的は、フォトディテクタの光吸
収層を厚くすることによりファセットが発生するような
条件においても、上部電極が断線することなくフォトデ
ィテクタを作製することができて、その上、光吸収層の
厚膜化によって光感度の向上を可能としたフォトディテ
クタを提供することにある。
収層を厚くすることによりファセットが発生するような
条件においても、上部電極が断線することなくフォトデ
ィテクタを作製することができて、その上、光吸収層の
厚膜化によって光感度の向上を可能としたフォトディテ
クタを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明の特徴は、シリコ
ン基板中に形成されたフォトディテクタであり、前記フ
ォトディテクタが、前記シリコン基板内部に形成された
側壁絶縁膜で囲まれた凹部を有し、前記凹部内に前記シ
リコン基板の表面に平行に形成された、バッフア層を含
む光吸収層を有し、前記光吸収層の上に第１導電型のエ
ピタキシャル層を有し、前記凹部底部に第２導電型の拡
散層を有するフォトディテクタにおいて、前記光吸収層
と前記第１導電型のエピタキシャル層の成長膜厚の合計
が、前記凹部の深さよりも厚いことにある。ここで、前
記凹部内の周辺部における、前記光吸収層と前記第１導
電型のエピタキシャル層の成長膜厚の合計が、前記凹部
の深さと実質的に等しいことが好ましい。具体的には、
中央部から周辺部まで一様に平坦な底部を有する凹部の
深さに対して、光吸収層と第１導電型のエピタキシャル
層の成長膜厚の合計が−（マイナス）５００ｎｍ〜０ｎ
ｍで有ることが好ましい。また、前記光吸収層がＳｉＧ
ｅ層によって形成されていることができる。この場合、
前記光吸収層がＳｉＧｅ層とＳｉ層の積層構造で形成さ
れていることができる。また、前記第１導電型のエピタ
キシャル層が高不純物濃度の第１導電型のコンタクト層
で形成されていることが好ましい。さらに、前記第１導
電型のエピタキシャル層が高不純物濃度の第１導電型の
コンタクト層と低不純物濃度の第１導電型のシリコンエ
ピタキシャル層で形成されていることができる。そし
て、前記第１導電型がＮ型であり、前記第２導電型がＰ
型であっても、あるいは前記第１導電型がＰ型であり、
前記第２導電型がＮ型であってもよい。
ン基板中に形成されたフォトディテクタであり、前記フ
ォトディテクタが、前記シリコン基板内部に形成された
側壁絶縁膜で囲まれた凹部を有し、前記凹部内に前記シ
リコン基板の表面に平行に形成された、バッフア層を含
む光吸収層を有し、前記光吸収層の上に第１導電型のエ
ピタキシャル層を有し、前記凹部底部に第２導電型の拡
散層を有するフォトディテクタにおいて、前記光吸収層
と前記第１導電型のエピタキシャル層の成長膜厚の合計
が、前記凹部の深さよりも厚いことにある。ここで、前
記凹部内の周辺部における、前記光吸収層と前記第１導
電型のエピタキシャル層の成長膜厚の合計が、前記凹部
の深さと実質的に等しいことが好ましい。具体的には、
中央部から周辺部まで一様に平坦な底部を有する凹部の
深さに対して、光吸収層と第１導電型のエピタキシャル
層の成長膜厚の合計が−（マイナス）５００ｎｍ〜０ｎ
ｍで有ることが好ましい。また、前記光吸収層がＳｉＧ
ｅ層によって形成されていることができる。この場合、
前記光吸収層がＳｉＧｅ層とＳｉ層の積層構造で形成さ
れていることができる。また、前記第１導電型のエピタ
キシャル層が高不純物濃度の第１導電型のコンタクト層
で形成されていることが好ましい。さらに、前記第１導
電型のエピタキシャル層が高不純物濃度の第１導電型の
コンタクト層と低不純物濃度の第１導電型のシリコンエ
ピタキシャル層で形成されていることができる。そし
て、前記第１導電型がＮ型であり、前記第２導電型がＰ
型であっても、あるいは前記第１導電型がＰ型であり、
前記第２導電型がＮ型であってもよい。
【００１３】本発明の他の特徴は、シリコン基板中に拡
散層を形成する工程と、前記拡散層にシリコンエッチン
グによって凹部を形成する工程と、前記凹部の側壁に絶
縁膜を形成する工程と、前記凹部の内部にバッフア層を
含む光吸収層およびコンタクト層を選択的に、前記凹部
の深さより厚く成長する工程と、表面に絶縁膜を被膜す
る工程と、フォトディテクタのカソードコンタクトとア
ノードコンタクトを開口する工程と、各電極を形成する
工程とを有するフォトディテクタの製造方法にある。あ
るいは、本発明の他の特徴は、シリコン基体中に拡散層
を形成する工程と、前記拡散層上を含む前記シリコン基
体上にエピタキシャル層を成長することによって、該シ
リコン基体と該エピタキシャル層とからシリコン基板を
構成する工程と、シリコンエッチングによって前記エピ
タキシャル層を貫通して前記拡散層の内部に達する凹部
を前記シリコン基板に形成する工程と、前記凹部の側壁
に絶縁膜を形成する工程と、前記凹部の内部にバッフア
層を含む光吸収層およびコンタクト層を選択的に、前記
凹部の深さより厚く成長する工程と、表面に絶縁膜を被
膜する工程と、フォトディテクタのカソードコンタクト
とアノードコンタクトを開口する工程と、各電極を形成
する工程とを有するフォトディテクタの製造方法にあ
る。
散層を形成する工程と、前記拡散層にシリコンエッチン
グによって凹部を形成する工程と、前記凹部の側壁に絶
縁膜を形成する工程と、前記凹部の内部にバッフア層を
含む光吸収層およびコンタクト層を選択的に、前記凹部
の深さより厚く成長する工程と、表面に絶縁膜を被膜す
る工程と、フォトディテクタのカソードコンタクトとア
ノードコンタクトを開口する工程と、各電極を形成する
工程とを有するフォトディテクタの製造方法にある。あ
るいは、本発明の他の特徴は、シリコン基体中に拡散層
を形成する工程と、前記拡散層上を含む前記シリコン基
体上にエピタキシャル層を成長することによって、該シ
リコン基体と該エピタキシャル層とからシリコン基板を
構成する工程と、シリコンエッチングによって前記エピ
タキシャル層を貫通して前記拡散層の内部に達する凹部
を前記シリコン基板に形成する工程と、前記凹部の側壁
に絶縁膜を形成する工程と、前記凹部の内部にバッフア
層を含む光吸収層およびコンタクト層を選択的に、前記
凹部の深さより厚く成長する工程と、表面に絶縁膜を被
膜する工程と、フォトディテクタのカソードコンタクト
とアノードコンタクトを開口する工程と、各電極を形成
する工程とを有するフォトディテクタの製造方法にあ
る。
【００１４】このような本発明によれば、シリコン基板
に形成した凹部内部に、凹部の深さよりも厚く選択エピ
成長層を成長しているため、（選択エピ成長膜厚）＝
（凹部の深さ）とした場合に比べて、ファセット発生に
より生ずる段差は少なくなる。これによって、上部電極
に接続した配線が段差部において断線するおそれが無く
なるため、信頼性が向上する。また、光が入射する部分
の光吸収層は厚くなるため、量子効率の向上に寄与して
伝送効率が向上する。
に形成した凹部内部に、凹部の深さよりも厚く選択エピ
成長層を成長しているため、（選択エピ成長膜厚）＝
（凹部の深さ）とした場合に比べて、ファセット発生に
より生ずる段差は少なくなる。これによって、上部電極
に接続した配線が段差部において断線するおそれが無く
なるため、信頼性が向上する。また、光が入射する部分
の光吸収層は厚くなるため、量子効率の向上に寄与して
伝送効率が向上する。
【００１５】
【発明の実施の形態】次に本発明について図面を参照し
て説明する。
て説明する。
【００１６】図１は本発明の第１の実施の形態のフォト
ディテクタを示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は
（Ａ）を切断線Ａ−Ｂで切断し矢印の方向を視た断面図
である。また平面図の（Ａ）では、表面に被膜するマス
ク酸化膜３、カバー酸化膜９の図示を省略している。
ディテクタを示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は
（Ａ）を切断線Ａ−Ｂで切断し矢印の方向を視た断面図
である。また平面図の（Ａ）では、表面に被膜するマス
ク酸化膜３、カバー酸化膜９の図示を省略している。
【００１７】このフォトディテクタはシリコン基板表面
から入射した光を検出する表面入射型フォトディテクタ
であり、シリコン基板１内にフォトディテクタが形成さ
れている。
から入射した光を検出する表面入射型フォトディテクタ
であり、シリコン基板１内にフォトディテクタが形成さ
れている。
【００１８】Ｐ型シリコン基板１もしくはシリコン基板
１のＰ型領域に高不純物濃度のＮ型拡散層２を形成し
て、Ｎ型拡散層２の表面から長方形の枠型にシリコン酸
化膜の側壁酸化膜４に囲まれた凹部を形成して、この凹
部の底部及び周辺部にＮ型拡散層２の一部を有し、さら
に凹部の内部には光吸収層としてＳｉエピタキシャル層
５ａ、ＳｉＧｅエピタキシャル層６ａを交互に積層構造
に成長しその上にＳｉバッファ層７、さらにその上にＰ
+ 型Ｓｉコンタクト層８を順次成長して充填した構成に
なっている。この凹部内に前記シリコン基板の表面に平
行に光吸収層を形成するから、凹部の底部はシリコン基
板の表面と平行で、かつその中央部から周辺部まで平坦
の底部である。
１のＰ型領域に高不純物濃度のＮ型拡散層２を形成し
て、Ｎ型拡散層２の表面から長方形の枠型にシリコン酸
化膜の側壁酸化膜４に囲まれた凹部を形成して、この凹
部の底部及び周辺部にＮ型拡散層２の一部を有し、さら
に凹部の内部には光吸収層としてＳｉエピタキシャル層
５ａ、ＳｉＧｅエピタキシャル層６ａを交互に積層構造
に成長しその上にＳｉバッファ層７、さらにその上にＰ
+ 型Ｓｉコンタクト層８を順次成長して充填した構成に
なっている。この凹部内に前記シリコン基板の表面に平
行に光吸収層を形成するから、凹部の底部はシリコン基
板の表面と平行で、かつその中央部から周辺部まで平坦
の底部である。
【００１９】例えば、凹部の平面形状は７０〜８０μｍ
□の正方形であり、その深さは１〜３μｍである。光吸
収層に関与する部分は極力低不純物濃度（１×１０15ｃ
ｍ-3以下）にするので、ＳｉＧｅエピタキシャル層６ａ
およびＳｉエピタキシャル層５ａのそれぞれは、２００
〜４００μｍの膜厚を有し、ｉ層もしくは低不純物濃度
のＰ型である。また、Ｎ型拡散層２は１×１０19ｃｍ-3
以上の不純物濃度を有し、Ｓｉバッファ層７は２００〜
５００ｎｍの膜厚で１×１０15ｃｍ-3以下の不純物濃度
を有し、Ｐ+ 型Ｓｉコンタクト層８は１００〜２００ｎ
ｍの膜厚で１×１０19ｃｍ-3以上の不純物濃度を有して
いる。
□の正方形であり、その深さは１〜３μｍである。光吸
収層に関与する部分は極力低不純物濃度（１×１０15ｃ
ｍ-3以下）にするので、ＳｉＧｅエピタキシャル層６ａ
およびＳｉエピタキシャル層５ａのそれぞれは、２００
〜４００μｍの膜厚を有し、ｉ層もしくは低不純物濃度
のＰ型である。また、Ｎ型拡散層２は１×１０19ｃｍ-3
以上の不純物濃度を有し、Ｓｉバッファ層７は２００〜
５００ｎｍの膜厚で１×１０15ｃｍ-3以下の不純物濃度
を有し、Ｐ+ 型Ｓｉコンタクト層８は１００〜２００ｎ
ｍの膜厚で１×１０19ｃｍ-3以上の不純物濃度を有して
いる。
【００２０】そして、シリコン基板１の表面にはたがい
に同じ膜厚のカバー酸化膜９とマスク酸化膜３とを形成
する。さらに、カバー酸化膜９に設けられたアノードコ
ンタクト１０、マスク酸化膜３に設けられたカソードコ
ンタクト１１を介してフォトディテクタのアノード電極
１２、カソード電極１３が設けられている。
に同じ膜厚のカバー酸化膜９とマスク酸化膜３とを形成
する。さらに、カバー酸化膜９に設けられたアノードコ
ンタクト１０、マスク酸化膜３に設けられたカソードコ
ンタクト１１を介してフォトディテクタのアノード電極
１２、カソード電極１３が設けられている。
【００２１】次に、このフォトディテクタの製造工程に
ついて図２乃至図３を用いて説明する。
ついて図２乃至図３を用いて説明する。
【００２２】まず、図２（Ａ）に示すように、例えばＰ
型シリコン基板１上に、レジストマスク（図示省略）を
設け、選択的にヒ素をドーズ量約１×１０15ｃｍ-2でイ
オン注入の後、１０００℃以上の熱処理を行い、Ｎ型拡
散層２を形成する。そして、全面にマスク酸化膜３を成
長する。
型シリコン基板１上に、レジストマスク（図示省略）を
設け、選択的にヒ素をドーズ量約１×１０15ｃｍ-2でイ
オン注入の後、１０００℃以上の熱処理を行い、Ｎ型拡
散層２を形成する。そして、全面にマスク酸化膜３を成
長する。
【００２３】続いて、フォトディテクタを形成する位置
のマスク酸化膜３をフォトリソグラフィ技術によりエッ
チングした後、これをマスクに、Ｎ型拡散層３内のシリ
コンエッチングを行い、約１〜３μｍ深さに相当するフ
ォトディテクタ凹部１４を形成して、図２（Ｂ）に示す
ような構造を形成する。
のマスク酸化膜３をフォトリソグラフィ技術によりエッ
チングした後、これをマスクに、Ｎ型拡散層３内のシリ
コンエッチングを行い、約１〜３μｍ深さに相当するフ
ォトディテクタ凹部１４を形成して、図２（Ｂ）に示す
ような構造を形成する。
【００２４】次に、全面にシリコン酸化膜を堆積した
後、エッチバックによってフォトディテクタ凹部１４の
側壁に側壁酸化膜４を形成して、図３（Ａ）に示すよう
な構造を形成する。
後、エッチバックによってフォトディテクタ凹部１４の
側壁に側壁酸化膜４を形成して、図３（Ａ）に示すよう
な構造を形成する。
【００２５】そして、図３（Ｂ）に示すように、フォト
ディテクタ凹部１４の底部に露出しているＮ型拡散層３
上に酸化膜選択を利用して、Ｓｉエピタキシャル層５
ａ、ＳｉＧｅエピタキシャル層６ａを交互に積層構造に
選択成長した後、Ｓｉバッファ層７とＰ+ 型Ｓｉコンタ
クト層８を連続して選択成長する。
ディテクタ凹部１４の底部に露出しているＮ型拡散層３
上に酸化膜選択を利用して、Ｓｉエピタキシャル層５
ａ、ＳｉＧｅエピタキシャル層６ａを交互に積層構造に
選択成長した後、Ｓｉバッファ層７とＰ+ 型Ｓｉコンタ
クト層８を連続して選択成長する。
【００２６】さらに、図１に示すように、表面にカバー
酸化膜９をマスク酸化膜３と同じ膜厚に成長した後、ア
ノードコンタクト１０およびカソードコンタクト１１を
開口し、アノード電極１２とカソード電極１３を設け
る。
酸化膜９をマスク酸化膜３と同じ膜厚に成長した後、ア
ノードコンタクト１０およびカソードコンタクト１１を
開口し、アノード電極１２とカソード電極１３を設け
る。
【００２７】以上のような工程により、図１に示すよう
なフォトディテクタを作製する。
なフォトディテクタを作製する。
【００２８】ここで、ファセット形成による段差を０に
するためには、以下のようにすればよい。
するためには、以下のようにすればよい。
【００２９】Ｓｉ層をエピタキシャル成長する場合に比
べて、ＳｉＧｅ層をエピタキシャル成長する方がはるか
に表面エネルギーの安定度がないため、格子不整合が主
原因となりファセットが顕著になる。もちろんＳｉ層に
おいてもファセットが皆無ではないが、ＳｉＧｅ層のフ
ァセットを比較すると無視することが出来る。
べて、ＳｉＧｅ層をエピタキシャル成長する方がはるか
に表面エネルギーの安定度がないため、格子不整合が主
原因となりファセットが顕著になる。もちろんＳｉ層に
おいてもファセットが皆無ではないが、ＳｉＧｅ層のフ
ァセットを比較すると無視することが出来る。
【００３０】したがって、ファセット形成による段差
は、ほぼＳｉＧｅエピタキシャル層６ａの成長膜厚の合
計に、ほぼ比例することから、各エピタキシャル層の膜
厚が等しい場合、この実施の形態では、ＳｉＧｅエピタ
キシャル層６ａが３層なので、周辺部での膜厚は、おお
よそＴSiGe（ＳｉＧｅエピタキシャル層６ａの膜厚）×
α×３になる。ここで、α＜１、である。
は、ほぼＳｉＧｅエピタキシャル層６ａの成長膜厚の合
計に、ほぼ比例することから、各エピタキシャル層の膜
厚が等しい場合、この実施の形態では、ＳｉＧｅエピタ
キシャル層６ａが３層なので、周辺部での膜厚は、おお
よそＴSiGe（ＳｉＧｅエピタキシャル層６ａの膜厚）×
α×３になる。ここで、α＜１、である。
【００３１】従って、フォトディテクタ凹部深さ：ｄ＝
ＴSi（Ｓｉエピタキシャル層５ａの膜厚）×３＋Ｔ
B （Ｓｉバッファ層７の膜厚）＋ＴP+（Ｐ+ コンタクト
層膜厚）＋３αＴSiGeとする事で、段差はほとんど無く
することが出来る。
ＴSi（Ｓｉエピタキシャル層５ａの膜厚）×３＋Ｔ
B （Ｓｉバッファ層７の膜厚）＋ＴP+（Ｐ+ コンタクト
層膜厚）＋３αＴSiGeとする事で、段差はほとんど無く
することが出来る。
【００３２】さらに、ＴSi＝ＴSiGeの場合では、上式よ
り、ｄ＝３ＴSiGe＋ＴB ＋ＴP+＋３αＴSiGe＝３（１＋
α）ＴSi＋ＴB ＋ＴP+となるから、ＴB ＝ｄ−３（１＋
α）ＴSi−ＴP+を満たすように、Ｓｉバッファ層を成長
すればよい。
り、ｄ＝３ＴSiGe＋ＴB ＋ＴP+＋３αＴSiGe＝３（１＋
α）ＴSi＋ＴB ＋ＴP+となるから、ＴB ＝ｄ−３（１＋
α）ＴSi−ＴP+を満たすように、Ｓｉバッファ層を成長
すればよい。
【００３３】次に、本発明の作用について、図を参照に
して詳細に説明する。
して詳細に説明する。
【００３４】フォトディテクタの光感度を高めるために
は、光吸収層の厚さを厚くしなければならない。したが
って前述したように従来技術では図１０に示すように、
選択エピタキシャル層の成長の際に成長面の周辺部でフ
ァセットが大きく形成されるので、フォトディテクタ形
成用凹部の周辺部で大きな段差が出来てしまい、このた
めにアノード電極３２の引き出し部において電極配線が
断線してしまうおそれがある。
は、光吸収層の厚さを厚くしなければならない。したが
って前述したように従来技術では図１０に示すように、
選択エピタキシャル層の成長の際に成長面の周辺部でフ
ァセットが大きく形成されるので、フォトディテクタ形
成用凹部の周辺部で大きな段差が出来てしまい、このた
めにアノード電極３２の引き出し部において電極配線が
断線してしまうおそれがある。
【００３５】そこで本発明では図１に示すように、シリ
コン基板１上に形成したＮ型拡散層２内に凹部を形成
し、凹部内部に選択エピ成長によってＳｉエピタキシャ
ル層５ａとＳｉＧｅエピタキシャル層６ａを積層構造に
光吸収層として形成し、連続して、Ｓｉバッファ層７と
Ｐ+ コンタクト層８を成長する時に、これらの総膜厚を
凹部の深さよりも厚くすることで、（選択エピ成長膜
厚）＝（凹部の深さ）とした場合より、ファセット発生
によって生ずる段差は軽減出来る。したがって、アノー
ド電極１２の引き出し部分はスムーズに外部に引き出す
ことが可能となり、断線をするおそれはなくなる。した
がって、信頼性が大幅に向上する。
コン基板１上に形成したＮ型拡散層２内に凹部を形成
し、凹部内部に選択エピ成長によってＳｉエピタキシャ
ル層５ａとＳｉＧｅエピタキシャル層６ａを積層構造に
光吸収層として形成し、連続して、Ｓｉバッファ層７と
Ｐ+ コンタクト層８を成長する時に、これらの総膜厚を
凹部の深さよりも厚くすることで、（選択エピ成長膜
厚）＝（凹部の深さ）とした場合より、ファセット発生
によって生ずる段差は軽減出来る。したがって、アノー
ド電極１２の引き出し部分はスムーズに外部に引き出す
ことが可能となり、断線をするおそれはなくなる。した
がって、信頼性が大幅に向上する。
【００３６】さらに、（選択エピ成長膜厚）＝（凹部の
深さ）とした場合より、結果として、凹部の深さ以上に
光吸収層を厚膜化することになるので、フォトディテク
タの量子効率は向上する。
深さ）とした場合より、結果として、凹部の深さ以上に
光吸収層を厚膜化することになるので、フォトディテク
タの量子効率は向上する。
【００３７】本発明では、（エピ成長膜厚の合計（中央
部における合計））＞（凹部の深さ）とすることで、凹
部内の周辺部におけるエピ成長膜厚の合計が、前記凹部
の深さと丁度等しいことが理想的である。
部における合計））＞（凹部の深さ）とすることで、凹
部内の周辺部におけるエピ成長膜厚の合計が、前記凹部
の深さと丁度等しいことが理想的である。
【００３８】しかしながら少しの段差が生じてもその上
を延在する電極配線に断線を生じなければよいのである
から、その範囲内で等しいすなわち凹部内の周辺部にお
けるエピ成長膜厚の合計が前記凹部の深さと実質的に等
しいことが必要となる。具体的には、通常は膜厚５００
〜８００ｎｍの電極配線（アルミ電極配線）を用いるの
で、この膜厚以上に段差を生じないこと、また凹部の周
辺部から積層された選択エピ成長膜が突出しないことが
好ましいから、凹部の深さに対して凹部内の周辺部にお
けるエピ成長膜厚の合計が−（マイナス）５００ｎｍか
ら０の範囲であることが必要となる。
を延在する電極配線に断線を生じなければよいのである
から、その範囲内で等しいすなわち凹部内の周辺部にお
けるエピ成長膜厚の合計が前記凹部の深さと実質的に等
しいことが必要となる。具体的には、通常は膜厚５００
〜８００ｎｍの電極配線（アルミ電極配線）を用いるの
で、この膜厚以上に段差を生じないこと、また凹部の周
辺部から積層された選択エピ成長膜が突出しないことが
好ましいから、凹部の深さに対して凹部内の周辺部にお
けるエピ成長膜厚の合計が−（マイナス）５００ｎｍか
ら０の範囲であることが必要となる。
【００３９】図４は本発明の第２の実施の形態のフォト
ディテクタを示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は
（Ａ）を切断線Ｃ−Ｄで切断し矢印の方向を視た断面図
である。尚、図４において図１と同一もしくは類似の箇
所は同じ符号を付したあるから、重複する説明はなるべ
く省略する。
ディテクタを示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は
（Ａ）を切断線Ｃ−Ｄで切断し矢印の方向を視た断面図
である。尚、図４において図１と同一もしくは類似の箇
所は同じ符号を付したあるから、重複する説明はなるべ
く省略する。
【００４０】この第２の実施の形態において先の第１の
実施の形態と異なるのは、光吸収層が単層のＳｉＧｅエ
ピタキシャル層６ｂである点である。
実施の形態と異なるのは、光吸収層が単層のＳｉＧｅエ
ピタキシャル層６ｂである点である。
【００４１】次に、この第２の実施の形態のフォトディ
クタの製造工程について図５乃至図６を用いて説明す
る。
クタの製造工程について図５乃至図６を用いて説明す
る。
【００４２】まず、図５（Ａ）に示すように、シリコン
基板１上に、例えばレジストマスク（図示省略）を用い
て選択的にヒ素をドーズ量約１×１０15ｃｍ-2でイオン
注入の後、１０００℃以上の熱処理を行い、Ｎ型拡散層
２を形成する。そして、全面にマスク酸化膜３を成長す
る。
基板１上に、例えばレジストマスク（図示省略）を用い
て選択的にヒ素をドーズ量約１×１０15ｃｍ-2でイオン
注入の後、１０００℃以上の熱処理を行い、Ｎ型拡散層
２を形成する。そして、全面にマスク酸化膜３を成長す
る。
【００４３】続いて、フォトディテクタを形成する位置
のマスク酸化膜３をフォトリソグラフィ技術によりエッ
チングした後、これをマスクに、Ｎ型拡散層３内のシリ
コンエッチングを行い、約１〜３μｍ深さに相当し全底
部部分が平坦なフォトディテクタ凹部１４を形成して、
図７（Ｂ）に示すような構造を形成する。
のマスク酸化膜３をフォトリソグラフィ技術によりエッ
チングした後、これをマスクに、Ｎ型拡散層３内のシリ
コンエッチングを行い、約１〜３μｍ深さに相当し全底
部部分が平坦なフォトディテクタ凹部１４を形成して、
図７（Ｂ）に示すような構造を形成する。
【００４４】次に、全面にシリコン酸化膜を堆積した
後、エッチバックによってフォトディテクタ凹部１４の
側壁に側壁酸化膜４を形成して、図６（Ａ）に示すよう
な構造を形成する。ここまでは第１の実施の形態と同じ
である。
後、エッチバックによってフォトディテクタ凹部１４の
側壁に側壁酸化膜４を形成して、図６（Ａ）に示すよう
な構造を形成する。ここまでは第１の実施の形態と同じ
である。
【００４５】次に図６（Ｂ）に示すように、フォトディ
テクタ凹部１４の底部に露出しているＮ型拡散層３上に
酸化膜選択を利用して、ＳｉＧｅエピタキシャル層６ｂ
を成長した後、Ｓｉバッファ層７とＰ＋ 型Ｓｉコンタ
クト層８を連続して選択成長する。
テクタ凹部１４の底部に露出しているＮ型拡散層３上に
酸化膜選択を利用して、ＳｉＧｅエピタキシャル層６ｂ
を成長した後、Ｓｉバッファ層７とＰ＋ 型Ｓｉコンタ
クト層８を連続して選択成長する。
【００４６】さらに、表面にカバー酸化膜９を成長した
後、アノードコンタクト１０およびカソードコンタクト
１１を開口し、アノード電極１２とカソード電極１３を
設ける。
後、アノードコンタクト１０およびカソードコンタクト
１１を開口し、アノード電極１２とカソード電極１３を
設ける。
【００４７】以上のような工程により、図４に示すよう
なフォトディテクタを作製する。
なフォトディテクタを作製する。
【００４８】この第２の実施の形態では光吸収層がＳｉ
Ｇｅエピタキシャル層６ｂのみであるため、ファセット
形成による段差は、ほぼＳｉＧｅエピタキシャル層６ｂ
の膜厚に比例する。
Ｇｅエピタキシャル層６ｂのみであるため、ファセット
形成による段差は、ほぼＳｉＧｅエピタキシャル層６ｂ
の膜厚に比例する。
【００４９】よって、（Ｓｉバッファ層７の膜厚）＋
（Ｐ+ コンタクト層膜厚）をＳｉＧｅエピタキシャル層
６ｂの膜厚×α（＜１）とすることで段差をほぼ完全に
なくすことが出来る。したがって、第１の実施の形態の
ように光吸収層が複数層である場合に比べて最適膜厚の
設計が容易である点が優れている。
（Ｐ+ コンタクト層膜厚）をＳｉＧｅエピタキシャル層
６ｂの膜厚×α（＜１）とすることで段差をほぼ完全に
なくすことが出来る。したがって、第１の実施の形態の
ように光吸収層が複数層である場合に比べて最適膜厚の
設計が容易である点が優れている。
【００５０】図７は本発明の第３の実施の形態のフォト
ディテクタを示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は
（Ａ）を切断線Ｅ−Ｆで切断し矢印の方向を視た断面図
である。
ディテクタを示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は
（Ａ）を切断線Ｅ−Ｆで切断し矢印の方向を視た断面図
である。
【００５１】第１の実施の形態と異なるのは、Ｎ型拡散
層２を設けたＰ型シリコン基体１Ａ上にＮ型エピタキシ
ャル層１５を成長し、このシリコン基体１ＡとＮ型シリ
コンエピタキシャル層１５とからシリコン基板１を構成
している点である。
層２を設けたＰ型シリコン基体１Ａ上にＮ型エピタキシ
ャル層１５を成長し、このシリコン基体１ＡとＮ型シリ
コンエピタキシャル層１５とからシリコン基板１を構成
している点である。
【００５２】シリコン基体１Ａ上にＮ型拡散層２を形成
して、Ｎ型のシリコンエピタキシャル層１５を約１μｍ
成長し、Ｎ型エピタキシャル層１５の表面から、すなわ
ちシリコン基板１の表面からＮ型エピタキシャル層１５
を貫通してＮ型拡散層２の内部にまで長方形の枠型に側
壁シリコン酸化膜４に囲まれた凹部を形成して、この凹
部の底部および周辺部にＮ型拡散層２の一部を有し、さ
らにに凹部の内部に光吸収層としてＳｉエピタキシャル
層５ａ、ＳｉＧｅエピタキシャル層６ａを交互に積層構
造に成長し、Ｓｉバッファ層７、Ｐ+ 型Ｓｉコンタクト
層８を順次成長して充填した構造になっている。
して、Ｎ型のシリコンエピタキシャル層１５を約１μｍ
成長し、Ｎ型エピタキシャル層１５の表面から、すなわ
ちシリコン基板１の表面からＮ型エピタキシャル層１５
を貫通してＮ型拡散層２の内部にまで長方形の枠型に側
壁シリコン酸化膜４に囲まれた凹部を形成して、この凹
部の底部および周辺部にＮ型拡散層２の一部を有し、さ
らにに凹部の内部に光吸収層としてＳｉエピタキシャル
層５ａ、ＳｉＧｅエピタキシャル層６ａを交互に積層構
造に成長し、Ｓｉバッファ層７、Ｐ+ 型Ｓｉコンタクト
層８を順次成長して充填した構造になっている。
【００５３】そしてシリコン基板１の表面であるＮ型エ
ピタキシャル層１５の表面をマスク酸化膜３で被覆し、
Ｓｉバッファ層７の表面をカバー酸化膜９で被覆してお
り、とマスク酸化膜３を形成する。さらに、マスク酸化
膜３に設けられたカソードコンタクト１１を通して高濃
度Ｎ+ 型コンタクト層１６にフォトディテクタのカソー
ド電極１３が接続形成され、カバー酸化膜９に設けられ
たアノードコンタクト１０を通してＰ+ 型Ｓｉコンタク
ト層８にフォトディテクタのアノード電極１２が接続形
成されている。
ピタキシャル層１５の表面をマスク酸化膜３で被覆し、
Ｓｉバッファ層７の表面をカバー酸化膜９で被覆してお
り、とマスク酸化膜３を形成する。さらに、マスク酸化
膜３に設けられたカソードコンタクト１１を通して高濃
度Ｎ+ 型コンタクト層１６にフォトディテクタのカソー
ド電極１３が接続形成され、カバー酸化膜９に設けられ
たアノードコンタクト１０を通してＰ+ 型Ｓｉコンタク
ト層８にフォトディテクタのアノード電極１２が接続形
成されている。
【００５４】次に図８乃至図９を参照して図７のフォト
ディテクタの製造工程について説明する。
ディテクタの製造工程について説明する。
【００５５】まず、図８（Ａ）に示すように、Ｐ型シリ
コン基体１Ａもしくはシリコン基体の１ＡのＰ型領域内
に、例えばレジストマスク（図示省略）をマスクにして
砒素をドーズ量約１×１０15ｃｍ-2で選択的にイオン注
入の後、１０００℃以上の熱処理を行い、Ｎ型拡散層２
を形成する。次に、Ｎ型エピタキシャル層１５を約１μ
ｍ成長してシリコン基体１Ａとエピタキシャル層１５と
からシリコン基板１を構成した後、その全面にシリコン
酸化膜からなるマスク酸化膜３を成長する。
コン基体１Ａもしくはシリコン基体の１ＡのＰ型領域内
に、例えばレジストマスク（図示省略）をマスクにして
砒素をドーズ量約１×１０15ｃｍ-2で選択的にイオン注
入の後、１０００℃以上の熱処理を行い、Ｎ型拡散層２
を形成する。次に、Ｎ型エピタキシャル層１５を約１μ
ｍ成長してシリコン基体１Ａとエピタキシャル層１５と
からシリコン基板１を構成した後、その全面にシリコン
酸化膜からなるマスク酸化膜３を成長する。
【００５６】次に図８（Ｂ）に示すように、フォトディ
テクタを形成する位置のマスク酸化膜３をフォトリソグ
ラフィ技術によりエッチングした後、これをマスクに、
Ｎ型エピタキシャル層１５とＮ型拡散層３内のシリコン
エッチングを行い、約１〜３μｍ深さに相当するフォト
ディテクタ凹部１４を形成する。
テクタを形成する位置のマスク酸化膜３をフォトリソグ
ラフィ技術によりエッチングした後、これをマスクに、
Ｎ型エピタキシャル層１５とＮ型拡散層３内のシリコン
エッチングを行い、約１〜３μｍ深さに相当するフォト
ディテクタ凹部１４を形成する。
【００５７】次に、全面にシリコン酸化膜を堆積した
後、エッチバックによってフォトデティクタ凹部１４の
側壁に側壁酸化膜４を形成して、図９（Ａ）に示すよう
な構造を形成する。
後、エッチバックによってフォトデティクタ凹部１４の
側壁に側壁酸化膜４を形成して、図９（Ａ）に示すよう
な構造を形成する。
【００５８】そして、図９（Ｂ）に示すように、まず、
カソードコンタクト１１を形成する位置に、例えばリン
のイオン注入を行い、続けて熱処理を行うことで、高濃
度Ｎ型コンタクト層１６を形成する。次に、フォトディ
テクタ凹部１４の底部に露出しているＮ型拡散層３上に
酸化膜選択を利用して、Ｓｉエピタキシャル層５ａ、Ｓ
ｉＧｅエピタキシャル層６ａを交互に積層構造に選択成
長した後、Ｓｉバッファ層７とＰ+ 型Ｓｉコンタクト層
８を連続して選択成長する。
カソードコンタクト１１を形成する位置に、例えばリン
のイオン注入を行い、続けて熱処理を行うことで、高濃
度Ｎ型コンタクト層１６を形成する。次に、フォトディ
テクタ凹部１４の底部に露出しているＮ型拡散層３上に
酸化膜選択を利用して、Ｓｉエピタキシャル層５ａ、Ｓ
ｉＧｅエピタキシャル層６ａを交互に積層構造に選択成
長した後、Ｓｉバッファ層７とＰ+ 型Ｓｉコンタクト層
８を連続して選択成長する。
【００５９】さらに、表面にカバー酸化膜９を成長した
後、アノードコンタクト１０およびカソードコンタクト
１１を開口し、アノード電極１２とカソード電極１３を
設ける。
後、アノードコンタクト１０およびカソードコンタクト
１１を開口し、アノード電極１２とカソード電極１３を
設ける。
【００６０】以上の工程によって、図７に示すようなフ
ォトディテクタを作製する。
ォトディテクタを作製する。
【００６１】ここで、ファセット形成による段差を０
（ゼロ）にする方法は、第１の実施の形態と同じである
が、この第３の実施の形態ではＮ型エピタキシャル層１
５が存在することによって、Ｎ型拡散層２をバイポーラ
トランジスタの埋込層形成と兼ねることが出来るため、
同一基板上の別の位置にバイポーラトランジスタを容易
に作製出来るという点が優れている。
（ゼロ）にする方法は、第１の実施の形態と同じである
が、この第３の実施の形態ではＮ型エピタキシャル層１
５が存在することによって、Ｎ型拡散層２をバイポーラ
トランジスタの埋込層形成と兼ねることが出来るため、
同一基板上の別の位置にバイポーラトランジスタを容易
に作製出来るという点が優れている。
【００６２】
【発明の効果】以上説明したように本発明の第１の効果
は、フォトディテクタの光感度を向上するために、光吸
収層を厚くすることによりファセット形成による段差が
従来はより顕著になるような場合でも、アノード電極の
引き出しが断線するおそれが無くなり、信頼性が向上す
ることである。
は、フォトディテクタの光感度を向上するために、光吸
収層を厚くすることによりファセット形成による段差が
従来はより顕著になるような場合でも、アノード電極の
引き出しが断線するおそれが無くなり、信頼性が向上す
ることである。
【００６３】その理由は、フォトディテクタ形成用凹部
の深さよりも厚く、光吸収層とコンタクト層の成長を行
うので、フォトディテクタ形成用凹部周辺でのファセッ
ト形成による段差を、その成長膜厚に応じて低減もしく
は無くすことが出来るためである。
の深さよりも厚く、光吸収層とコンタクト層の成長を行
うので、フォトディテクタ形成用凹部周辺でのファセッ
ト形成による段差を、その成長膜厚に応じて低減もしく
は無くすことが出来るためである。
【００６４】本発明の第２の効果は、フォトディテクタ
形成用凹部の深さを変えずに量子効率が向上出来ること
である。
形成用凹部の深さを変えずに量子効率が向上出来ること
である。
【００６５】その理由は、フォトディテクタ形成用凹部
の深さよりも厚く、光吸収層とコンタクト層の成長を行
うので、結果として、光吸収層が厚膜になっているため
である。
の深さよりも厚く、光吸収層とコンタクト層の成長を行
うので、結果として、光吸収層が厚膜になっているため
である。
【図１】本発明の第１の実施の形態のフォトディテクタ
を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）を切
断線Ａ−Ｂで切断し矢印の方向を視た断面図である。
を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）を切
断線Ａ−Ｂで切断し矢印の方向を視た断面図である。
【図２】図１のフォトディテクタを製造する実施の形態
の方法を工程順に示す断面図である。
の方法を工程順に示す断面図である。
【図３】図２の続きの工程を順に示す断面図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態のフォトディテクタ
を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）を切
断線Ｃ−Ｄで切断し矢印の方向を視た断面図である。
を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）を切
断線Ｃ−Ｄで切断し矢印の方向を視た断面図である。
【図５】図４のフォトディテクタを製造する実施の形態
の方法を工程順に示す断面図である。
の方法を工程順に示す断面図である。
【図６】図５の続きの工程を順に示す断面図である。
【図７】本発明の第３の実施の形態のフォトディテクタ
を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）を切
断線Ｅ−Ｆで切断し矢印の方向を視た断面図である。
を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）を切
断線Ｅ−Ｆで切断し矢印の方向を視た断面図である。
【図８】図７のフォトディテクタを製造する実施の形態
の方法を工程順に示す断面図である。
の方法を工程順に示す断面図である。
【図９】図８の続きの工程を順に示す断面図である。
【図１０】従来技術のフォトディテクタを示す図であ
り、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ部を拡大した
断面図である。
り、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ部を拡大した
断面図である。
１，２１ シリコン基板 １Ａ シリコン基体 ２，２２ Ｎ型拡散層 ３，２３ マスク酸化膜 ４，２４ 側壁酸化膜 ５ａ，２５ａ Ｓｉエピタキシャル層 ６ａ，６ｂ，２６ａ ＳｉＧｅエピタキシャル層 ７，２７ Ｓｉバッファ層 ８，２８ Ｐ+ 型Ｓｉコンタクト層 ９，２９ カバー酸化膜 １０，３０ アノードコンタクト １１，３１ カソードコンタクト １２，３２ アノード電極 １３，３３ カソード電極 １４ フォトディテクタ凹部 １５ Ｎ型エピタキシャル層
Claims (10)
- 【請求項１】 シリコン基板中に形成されたフォトディ
テクタであり、前記フォトディテクタが、前記シリコン
基板内部に形成された側壁絶縁膜で囲まれた凹部を有
し、前記凹部内に前記シリコン基板の表面に平行に形成
された、バッフア層を含む光吸収層を有し、前記光吸収
層の上に第１導電型のエピタキシャル層を有し、前記凹
部底部に第２導電型の拡散層を有するフォトディテクタ
において、 前記光吸収層と前記第１導電型のエピタキシャル層の成
長膜厚の合計が、前記凹部の深さよりも厚いことを特徴
とするフォトディテクタ。 - 【請求項２】 前記凹部内の周辺部における、前記光吸
収層と前記第１導電型のエピタキシャル層の成長膜厚の
合計が、前記凹部の深さと実質的に等しいことを特徴と
する請求項１に記載のフォトディテクタ。 - 【請求項３】 前記光吸収層がＳｉＧｅ層によって形成
されていることを特徴とする請求項１もしくは請求項２
に記載のフォトディテクタ。 - 【請求項４】 前記光吸収層がＳｉＧｅ層とＳｉ層の積
層構造で形成されていることを特徴とする請求項１もし
くは請求項２に記載のフォトディテクタ。 - 【請求項５】 前記第１導電型のエピタキシャル層が高
不純物濃度の第１導電型のコンタクト層で形成されてい
ることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに
記載のフォトディテクタ。 - 【請求項６】 前記第１導電型のエピタキシャル層が高
不純物濃度の第１導電型のコンタクト層と低不純物濃度
の第１導電型のシリコンエピタキシャル層で形成されて
いることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか
に記載のフォトディテクタ。 - 【請求項７】 前記第１導電型がＮ型であり前記第２導
電型がＰ型であることを特徴とする請求項１乃至請求項
６のいずれかに記載のフォトディテクタ。 - 【請求項８】 前記第１導電型がＰ型であり前記第２導
電型がＮ型であることを特徴とする請求項１乃至請求項
６のいずれかに記載のフォトディテクタ。 - 【請求項９】 シリコン基板中に拡散層を形成する工程
と、前記拡散層にシリコンエッチングによって凹部を形
成する工程と、前記凹部の側壁に絶縁膜を形成する工程
と、前記凹部の内部にバッフア層を含む光吸収層および
コンタクト層を選択的に、前記凹部の深さより厚く成長
する工程と、表面に絶縁膜を被膜する工程と、フォトデ
ィテクタのカソードコンタクトとアノードコンタクトを
開口する工程と、各電極を形成する工程とを有すること
を特徴とするフォトディテクタの製造方法。 - 【請求項１０】 シリコン基体中に拡散層を形成する工
程と、前記拡散層上を含む前記シリコン基体上にエピタ
キシャル層を成長することによって、該シリコン基体と
該エピタキシャル層とからシリコン基板を構成する工程
と、シリコンエッチングによって前記エピタキシャル層
を貫通して前記拡散層の内部に達する凹部を前記シリコ
ン基板に形成する工程と、前記凹部の側壁に絶縁膜を形
成する工程と、前記凹部の内部にバッフア層を含む光吸
収層およびコンタクト層を選択的に、前記凹部の深さよ
り厚く成長する工程と、表面に絶縁膜を被膜する工程
と、フォトディテクタのカソードコンタクトとアノード
コンタクトを開口する工程と、各電極を形成する工程と
を有することを特徴とするフォトディテクタの製造方
法。
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