JPS5925280A - 光入力ｍｏｓトランジスタ - Google Patents
光入力ｍｏｓトランジスタInfo
- Publication number
- JPS5925280A JPS5925280A JP57134021A JP13402182A JPS5925280A JP S5925280 A JPS5925280 A JP S5925280A JP 57134021 A JP57134021 A JP 57134021A JP 13402182 A JP13402182 A JP 13402182A JP S5925280 A JPS5925280 A JP S5925280A
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- JP
- Japan
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- mos transistor
- solar battery
- input
- gate
- optical input
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- Pending
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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
- H10F30/28—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 being characterised by field-effect operation, e.g. junction field-effect phototransistors
- H10F30/282—Insulated-gate field-effect transistors [IGFET], e.g. MISFET [metal-insulator-semiconductor field-effect transistor] phototransistors
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- 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】
この発明は光入力ＭＯ３）ランジスタに関する。
ＭＯＳ）ランジスタの人力信号を光にすることと１れば
、次のようなトランジスタを実現することができる。
、次のようなトランジスタを実現することができる。
■ フ第１・カプラーを用い、入力系と出力系の絶縁を
ほぼ完全とした電力用ＭＯＳトランジスタ。
ほぼ完全とした電力用ＭＯＳトランジスタ。
■ 光通信から直接人力することができるＭＯＳトラン
ジスタ。
ジスタ。
このような九人力ＭＯ３Ｉランジスタは、たとえば第１
図に示されているように、デー１電４１にを太陽電池構
造にすれば、実現できる。ずなわら、ｐ形シリコン基板
１内にｎ膨拡散層２ａ、２ｂを持ち、基板１上に絶縁酸
化膜３が形成されているような場合、ゲート電極４をｐ
形、１！リンリＪン層４ａとその上に重ねられたｎ形ボ
リソリニ」ン層４ｂとからなる太陽電池構造に構成する
のである。
図に示されているように、デー１電４１にを太陽電池構
造にすれば、実現できる。ずなわら、ｐ形シリコン基板
１内にｎ膨拡散層２ａ、２ｂを持ち、基板１上に絶縁酸
化膜３が形成されているような場合、ゲート電極４をｐ
形、１！リンリＪン層４ａとその上に重ねられたｎ形ボ
リソリニ」ン層４ｂとからなる太陽電池構造に構成する
のである。
図中、５ａはソース電極、５ｂはドレイン電極である。
ゲート電極を太陽電池構造に構成→°る場合の材質は、
アモルファスシリコンであってもよい。
アモルファスシリコンであってもよい。
しかし、このように、ゲート電極の材質にポリシリコン
やアモルファスシリコンを用いると、しきい値が高くな
るため、これを光起電力よりも小さくするのが難しい。
やアモルファスシリコンを用いると、しきい値が高くな
るため、これを光起電力よりも小さくするのが難しい。
製法上の問題（ｆｌｙ−ＩＪイクルの面）から、ソース
電極やドレイン電極にアルミニウムを使用できない（し
たがって、多Ｗｊ ４ｉ１ｉ造が作れない）という事情
も生じる。ソース電極やドレイン電極にポリシリニ１ン
を用いると抵抗が大きくなるため、電力用に適さなくな
る。
電極やドレイン電極にアルミニウムを使用できない（し
たがって、多Ｗｊ ４ｉ１ｉ造が作れない）という事情
も生じる。ソース電極やドレイン電極にポリシリニ１ン
を用いると抵抗が大きくなるため、電力用に適さなくな
る。
このような種々の問題は太陽電池構造部分の直下に金属
層を介在させるようにすると、解決される。
層を介在させるようにすると、解決される。
この発明は、この発明者が見出した上記の知見に基き完
成されたものであって、ゲート電極が太陽電池構造部分
とその直下の金属層とで構成されていることを特徴とす
る。以下にこれを、その実施例をあられず図面に基いて
詳しく説明する。
成されたものであって、ゲート電極が太陽電池構造部分
とその直下の金属層とで構成されていることを特徴とす
る。以下にこれを、その実施例をあられず図面に基いて
詳しく説明する。
第２図にみるように、この発明にががる光入力ＭＯＳ）
ランジスタのゲート電極１４は、太陽電池構造を作って
いる重合層１４ａ、１４ｂの直下に金属層１４ｃが設け
られてなる。たとえば、太陽電池構造部分１４ａ、１４
ｂの材質がボヮンソコンの場合、金属ＩＥｆ １４ （
：の材質としてモリブデンが選ばれるのが々ｒましく、
太陽電池構造部分１４ａ、１４ｂの材質がアモルファス
シリコンの場合、金属層１４ｃの材質としてアルミニウ
ムが選ばれるのが好ましい。太陽電池構造部分は、普通
、ソリコン半導体等の基板１１がｐ形のとき上層１４ａ
がｎ形、下層１４））がｐ形であり、基板１１がｎ形の
ときはその逆である。図中、１２ ａ 、’ １２１．
＋はｎ形もしくはｐ形の拡＋１，１３は絶縁酸化膜、１
５ａはソース電極、１５ｂはドレイン電極である。太陽
電池構造部分１４ａ、Ｉ４Ｌ＋は金属層１４ｃの上にＣ
ＶＤ （気相成長法）で成長さ一已で作るのが普通であ
る。
ランジスタのゲート電極１４は、太陽電池構造を作って
いる重合層１４ａ、１４ｂの直下に金属層１４ｃが設け
られてなる。たとえば、太陽電池構造部分１４ａ、１４
ｂの材質がボヮンソコンの場合、金属ＩＥｆ １４ （
：の材質としてモリブデンが選ばれるのが々ｒましく、
太陽電池構造部分１４ａ、１４ｂの材質がアモルファス
シリコンの場合、金属層１４ｃの材質としてアルミニウ
ムが選ばれるのが好ましい。太陽電池構造部分は、普通
、ソリコン半導体等の基板１１がｐ形のとき上層１４ａ
がｎ形、下層１４））がｐ形であり、基板１１がｎ形の
ときはその逆である。図中、１２ ａ 、’ １２１．
＋はｎ形もしくはｐ形の拡＋１，１３は絶縁酸化膜、１
５ａはソース電極、１５ｂはドレイン電極である。太陽
電池構造部分１４ａ、Ｉ４Ｌ＋は金属層１４ｃの上にＣ
ＶＤ （気相成長法）で成長さ一已で作るのが普通であ
る。
こ（Ｄ光入力Ｍ ＯＳ ＋・ランジスタは、次のように
動作する。光入力がない場合、第３図に回路図であられ
しテイルように、太陽７１ 鋪ケ−１−ｒｉｌ＋ （ｔ
！’Ｉ ＮｒＮ内部）はコンデンサとダイオードとなり
、ＭＯＳは入力“０″の状態となる。光入力がある場合
、第４図に回路図であられしているように、太陽電池ゲ
ーｉ・部（鎖線内部）に起電力が発生し、ゲートに電圧
がかかるため、ＭＯＳは人力゛１”の状態となる。
動作する。光入力がない場合、第３図に回路図であられ
しテイルように、太陽７１ 鋪ケ−１−ｒｉｌ＋ （ｔ
！’Ｉ ＮｒＮ内部）はコンデンサとダイオードとなり
、ＭＯＳは入力“０″の状態となる。光入力がある場合
、第４図に回路図であられしているように、太陽電池ゲ
ーｉ・部（鎖線内部）に起電力が発生し、ゲートに電圧
がかかるため、ＭＯＳは人力゛１”の状態となる。
この発明のかがる光入力Ｍｏｓ＋・ランジスタは、この
ように、ゲート？ｌｉ極が太陽電池構造ｉ’ｌｉ分とそ
の直下に設けられた金属層とで構成されているので、太
陽電池の光電力が金属層を介してゲート酸化膜に印加さ
れることになり、しきい値電圧を低減化することができ
る。ゲート電極形成ヰ４料に金属が加わり電導性がＩｆ
！＋ずため、ゲート電極形成時にその材料で配線するこ
とが可能になるなどの理由で、太陽電池専用面積を必要
とゼす、多層構造が実現できるようになり、小さな１チ
ツプ光入力ＭＯ５）ランジスタが実現できるようになる
。
ように、ゲート？ｌｉ極が太陽電池構造ｉ’ｌｉ分とそ
の直下に設けられた金属層とで構成されているので、太
陽電池の光電力が金属層を介してゲート酸化膜に印加さ
れることになり、しきい値電圧を低減化することができ
る。ゲート電極形成ヰ４料に金属が加わり電導性がＩｆ
！＋ずため、ゲート電極形成時にその材料で配線するこ
とが可能になるなどの理由で、太陽電池専用面積を必要
とゼす、多層構造が実現できるようになり、小さな１チ
ツプ光入力ＭＯ５）ランジスタが実現できるようになる
。
この発明にかかる光入力ＭＯ３Ｉ−ランジスタは、光通
信で直接制御できるＭＯ３＋・ランジスタとすることが
でき、リレーやスイツヂング素子としての用途をも持つ
。そのため、光入力の電力制御）・ランジスタを実現す
ることができる。
信で直接制御できるＭＯ３＋・ランジスタとすることが
でき、リレーやスイツヂング素子としての用途をも持つ
。そのため、光入力の電力制御）・ランジスタを実現す
ることができる。
ところで、シリ：Ｉンウエハ２１内に第５図にみるごと
くｎ膨拡散層やｐ膨拡散層を形成場るとともに、ウェハ
２Ｉ上面にＵ形〆ｉ１２を形成し、その表面に絶縁酸化
膜２３を介し゛ζゲー１−電極２４を形成することによ
って、ＭＯ３＋・ランジスタを縦型に集積し、より一周
の高密度化を図ることが考えられている。図中、２５ａ
はソース電極、２５ｂはドレイン電極でＪ＋る。この際
、」１記Ｕ形溝２２は積度良く作られるｄノ・要がある
。ところが、異カ性エツチング液を用い′Ｃ行うｉＪｔ
来のエッヂフグ法は、エッヂング深さの絶対値および均
一性ともに制御困却であり、加え−ｃＵ形溝底面に凹凸
（］［１１面を住じさゼ素子特性を低下さ−Ｕる原因を
１１りゃずいという欠点を持っζいた。
くｎ膨拡散層やｐ膨拡散層を形成場るとともに、ウェハ
２Ｉ上面にＵ形〆ｉ１２を形成し、その表面に絶縁酸化
膜２３を介し゛ζゲー１−電極２４を形成することによ
って、ＭＯ３＋・ランジスタを縦型に集積し、より一周
の高密度化を図ることが考えられている。図中、２５ａ
はソース電極、２５ｂはドレイン電極でＪ＋る。この際
、」１記Ｕ形溝２２は積度良く作られるｄノ・要がある
。ところが、異カ性エツチング液を用い′Ｃ行うｉＪｔ
来のエッヂフグ法は、エッヂング深さの絶対値および均
一性ともに制御困却であり、加え−ｃＵ形溝底面に凹凸
（］［１１面を住じさゼ素子特性を低下さ−Ｕる原因を
１１りゃずいという欠点を持っζいた。
これは、シリコン！、（板３１上にエピタキシートル単
結晶３３を成長さ・Ｕたシリコンウェハを用い、第６図
にのるようにその境界面に曲面となった底面を有するＵ
形溝３４を作るようにずｔ２ば、解決される。すなわち
、）ｊミず、ンリコン括４＆３１の表面を選択酸化する
ことによって、第７図（ａ）にのるように溝の底面部分
となる５ｉＯｚｌ１３２を作る。
結晶３３を成長さ・Ｕたシリコンウェハを用い、第６図
にのるようにその境界面に曲面となった底面を有するＵ
形溝３４を作るようにずｔ２ば、解決される。すなわち
、）ｊミず、ンリコン括４＆３１の表面を選択酸化する
ことによって、第７図（ａ）にのるように溝の底面部分
となる５ｉＯｚｌ１３２を作る。
次に、第７図（ｂｌにみるように基板３１Ｊ−にエビタ
キソヤル層３３を作る。エピタキシ−１プル層内の２本
の鎖線ではさまれた部分３３′ずなゎらＳ ｉ ０２Ｎ
３２の上の部分は欠陥が多いので、硝酸およびフッ酸を
主成分とするものなどの強いエッチング液を用いると、
選択的エツチングが可能となる。
キソヤル層３３を作る。エピタキシ−１プル層内の２本
の鎖線ではさまれた部分３３′ずなゎらＳ ｉ ０２Ｎ
３２の上の部分は欠陥が多いので、硝酸およびフッ酸を
主成分とするものなどの強いエッチング液を用いると、
選択的エツチングが可能となる。
そこで、第７図（Ｃ１にみるようにこの部分３３′のみ
をエツチング除去する。このときのエツチングは、５ｉ
Ｏｚ 層３２を消滅させない限度にとどめることが重要
である。最後に、フッ酸のみを主成分とするものなどの
弱いエツチング液を用いて、溝底面の５ｉＯｚ 周３２
をエツチング除去する。そうすると、５ｉＯｚＪＥｆの
除かれた跡に滑らかな曲面があられれ、精度の良いＵ形
溝３４が形成される。
をエツチング除去する。このときのエツチングは、５ｉ
Ｏｚ 層３２を消滅させない限度にとどめることが重要
である。最後に、フッ酸のみを主成分とするものなどの
弱いエツチング液を用いて、溝底面の５ｉＯｚ 周３２
をエツチング除去する。そうすると、５ｉＯｚＪＥｆの
除かれた跡に滑らかな曲面があられれ、精度の良いＵ形
溝３４が形成される。
上記の方法は、５ｉＱ２ＪｆｉＷをエツチング終点（ス
トッパー）としているため、エツチング深さの制御を容
易とさ・Ｕる。シリコン基板表面を選択酸化することに
よって形成される５ｉ０２１Ｅ１の除去跡をＵ形溝の底
部とするようにしているため、Ｕ形溝の底面が滑らかな
曲面となる。したがって、得られたＵ形ｌｉ’＋Ｉ付シ
リコンウェハを用いて高電圧のパワートランジスタを作
ると、コーナーでの電解集中が緩和でき、降伏電圧が向
」二する。
トッパー）としているため、エツチング深さの制御を容
易とさ・Ｕる。シリコン基板表面を選択酸化することに
よって形成される５ｉ０２１Ｅ１の除去跡をＵ形溝の底
部とするようにしているため、Ｕ形溝の底面が滑らかな
曲面となる。したがって、得られたＵ形ｌｉ’＋Ｉ付シ
リコンウェハを用いて高電圧のパワートランジスタを作
ると、コーナーでの電解集中が緩和でき、降伏電圧が向
」二する。
第１図はケート７１１匹が太陽電池構造を持つＭＯＳト
ランジスタの構造説明図、第２図はこの発明にかかる光
入力Ｍｏ５ｔ・ランジスタの実施例を示す構造説明図、
第３図および第４図はこの発明にかかる光入力ＭＯ３＋
−ランジスタの動作説明図、第５図は縦型ＭＯ３＋・ラ
ンジスタの横漬−シ２明図、第６図は１０度の良いＵ形
溝を持つシリコン基板表面の構造説明図、第７図（ａｌ
〜（ｄｌは第６図のシリニｚンウエハを作る工程の説明
図である。 １１・・・シリコン基板 １２ａ、１２ｂ・・・拡散層
１３・・・絶縁酸化膜 １４・・・ゲーＩ・電極 １４
ａ１１４ｂ・・・太陽電池構造部分 １４ｃ・・・金Ｊ
ｊｒｉ ｌ脅１５ａ・・・ソース電４ｆｉ１５ｂ・・・
ドレイン′／ｌｌｌ極特 詐 出 願 人 松下電工
株式会杓代理人 弁理士 松 本 武 彦第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 可藺ヴθ市１三書 （自発） １１ｇｆｌＪ５８年 ３月 ４日 特許庁長官 殿 １、事件の表示 ＋１／、１１１５７年特許願第１３４０２１号２、発明
の名称 光入力ＭＯ３Ｉ−ランジスタ ３、 ？ｄｉ正をする考 事件との関（系 特許出願人 件 所 大阪府門真市大字門真１０４８番地
名 称（５８３）松下電工株式会社 代表者 代表取締役 小 林 郁４、代理人 な し ６、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明欄 、パ−７、補正
の内容 （１１明細書第６頁第１行の「考えられている。 」と「図中」の間に、「ゲート電極がこのような構造に
なれば、その太陽電池構造部分の受光面積が増し、従っ
て受光量が増すため、高りＪ率の受光素子（光入力ＭＯ
３＋・ランジスタ）となる。」を挿入する。
ランジスタの構造説明図、第２図はこの発明にかかる光
入力Ｍｏ５ｔ・ランジスタの実施例を示す構造説明図、
第３図および第４図はこの発明にかかる光入力ＭＯ３＋
−ランジスタの動作説明図、第５図は縦型ＭＯ３＋・ラ
ンジスタの横漬−シ２明図、第６図は１０度の良いＵ形
溝を持つシリコン基板表面の構造説明図、第７図（ａｌ
〜（ｄｌは第６図のシリニｚンウエハを作る工程の説明
図である。 １１・・・シリコン基板 １２ａ、１２ｂ・・・拡散層
１３・・・絶縁酸化膜 １４・・・ゲーＩ・電極 １４
ａ１１４ｂ・・・太陽電池構造部分 １４ｃ・・・金Ｊ
ｊｒｉ ｌ脅１５ａ・・・ソース電４ｆｉ１５ｂ・・・
ドレイン′／ｌｌｌ極特 詐 出 願 人 松下電工
株式会杓代理人 弁理士 松 本 武 彦第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 可藺ヴθ市１三書 （自発） １１ｇｆｌＪ５８年 ３月 ４日 特許庁長官 殿 １、事件の表示 ＋１／、１１１５７年特許願第１３４０２１号２、発明
の名称 光入力ＭＯ３Ｉ−ランジスタ ３、 ？ｄｉ正をする考 事件との関（系 特許出願人 件 所 大阪府門真市大字門真１０４８番地
名 称（５８３）松下電工株式会社 代表者 代表取締役 小 林 郁４、代理人 な し ６、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明欄 、パ−７、補正
の内容 （１１明細書第６頁第１行の「考えられている。 」と「図中」の間に、「ゲート電極がこのような構造に
なれば、その太陽電池構造部分の受光面積が増し、従っ
て受光量が増すため、高りＪ率の受光素子（光入力ＭＯ
３＋・ランジスタ）となる。」を挿入する。
Claims (3)
- （１）ゲート電極が太陽電池構造部分とその直下の金属
層とで構成され′ζいることを特徴とする光入力Ｍ、Ｏ
３＋・ランジスタ。 - （２）太陽電池構造０１）分の材質がポリシリコンであ
り、金属層の材質がモリブデンである特許Ｎｒｌ求の範
囲第１項記載の光入力Ｍｏｓ＋・ランジスタ。 - （３）太陽電池構造部分の材質がアモルファスシリコン
であり、金属層の材質・がアルミニウムである特許請求
の範囲第１項記載の光入力ＭＯ３Ｉ・ランジスタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57134021A JPS5925280A (ja) | 1982-07-31 | 1982-07-31 | 光入力ｍｏｓトランジスタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57134021A JPS5925280A (ja) | 1982-07-31 | 1982-07-31 | 光入力ｍｏｓトランジスタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5925280A true JPS5925280A (ja) | 1984-02-09 |
Family
ID=15118519
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57134021A Pending JPS5925280A (ja) | 1982-07-31 | 1982-07-31 | 光入力ｍｏｓトランジスタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5925280A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4823178A (en) * | 1984-09-29 | 1989-04-18 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Photosensor suited for image sensor |
| JPH0244779A (ja) * | 1988-08-05 | 1990-02-14 | Sharp Corp | 光駆動型半導体装置 |
| US4950951A (en) * | 1988-01-26 | 1990-08-21 | Hamamatsu Photonics Kabushiki Kaisha | Venetian blind type secondary electron multiplier for secondary electron multiplier tubes |
| US5408113A (en) * | 1992-06-30 | 1995-04-18 | Ricoh Company, Ltd. | High sensitivity improved photoelectric imaging device with a high signal to noise ratio |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50106595A (ja) * | 1974-01-29 | 1975-08-22 |
-
1982
- 1982-07-31 JP JP57134021A patent/JPS5925280A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50106595A (ja) * | 1974-01-29 | 1975-08-22 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4823178A (en) * | 1984-09-29 | 1989-04-18 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Photosensor suited for image sensor |
| US4950951A (en) * | 1988-01-26 | 1990-08-21 | Hamamatsu Photonics Kabushiki Kaisha | Venetian blind type secondary electron multiplier for secondary electron multiplier tubes |
| JPH0244779A (ja) * | 1988-08-05 | 1990-02-14 | Sharp Corp | 光駆動型半導体装置 |
| US5408113A (en) * | 1992-06-30 | 1995-04-18 | Ricoh Company, Ltd. | High sensitivity improved photoelectric imaging device with a high signal to noise ratio |
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