JPS6175569A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
- Publication number
- JPS6175569A JPS6175569A JP59196913A JP19691384A JPS6175569A JP S6175569 A JPS6175569 A JP S6175569A JP 59196913 A JP59196913 A JP 59196913A JP 19691384 A JP19691384 A JP 19691384A JP S6175569 A JPS6175569 A JP S6175569A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- type
- epitaxial layer
- semiconductor device
- diffusion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- 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
- H10F39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
- H10F39/10—Integrated devices
- H10F39/103—Integrated devices the at least one element covered by H10F30/00 having potential barriers, e.g. integrated devices comprising photodiodes or phototransistors
-
- 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
Landscapes
- Light Receiving Elements (AREA)
- Solid State Image Pick-Up 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】
（イ）産業上の利用分野
本発明は増幅部と同一基板」二に形成した光検出部の検
出感度を向」ニさせた半導体装置シこ関する。
出感度を向」ニさせた半導体装置シこ関する。
（０）従来技術
従来、同一チツプーヒに光検出部と増幅部とを形成した
半導体装置はフォトカプラーの一部として広く用いられ
ている（たとえば特開昭５３−７２４８８号）。第３図
は従来知られているこの種の半導体装置の一例で、ｌは
比抵抗がｌ。
半導体装置はフォトカプラーの一部として広く用いられ
ている（たとえば特開昭５３−７２４８８号）。第３図
は従来知られているこの種の半導体装置の一例で、ｌは
比抵抗がｌ。
Ω・ｃｍ程度のＰ型シリコン基板、２．２’は比抵抗が
１〜２Ω・ｃｍで厚さが１０〜２０μｍ＋７）Ｎ−エピ
タキシャル層、３．３’はアンチモンを選択拡散して形
成した継型埋込み賽、４はＰ″−素子分離拡散領域、５
．５’はそれぞれＶエピタキシャル層２，２′に電気接
続するためのＮ″−エミッタ拡散領域、６はＮ−エピタ
キシャル層２′中番こ拡散形成されたＰ型領域、７はＰ
型領域６に電気接続するための耐拡散領域、８はＳｉ、
（’）２膜、９はＡ／配線であり、Ａ部がフォトダイオ
ード、Ｂ部が増幅部の一例としてのＮＰＮ ｌ−ランジ
ヌタを構成している。図において、フォトダイオードＡ
のＫはカソード端子、Ａは７ノード端子であり。
１〜２Ω・ｃｍで厚さが１０〜２０μｍ＋７）Ｎ−エピ
タキシャル層、３．３’はアンチモンを選択拡散して形
成した継型埋込み賽、４はＰ″−素子分離拡散領域、５
．５’はそれぞれＶエピタキシャル層２，２′に電気接
続するためのＮ″−エミッタ拡散領域、６はＮ−エピタ
キシャル層２′中番こ拡散形成されたＰ型領域、７はＰ
型領域６に電気接続するための耐拡散領域、８はＳｉ、
（’）２膜、９はＡ／配線であり、Ａ部がフォトダイオ
ード、Ｂ部が増幅部の一例としてのＮＰＮ ｌ−ランジ
ヌタを構成している。図において、フォトダイオードＡ
のＫはカソード端子、Ａは７ノード端子であり。
ＮＰＮ ）ランジスタＢのＣはコレクタ端子、Ｂはベー
ス端子、Ｅはエミッタ端子である。
ス端子、Ｅはエミッタ端子である。
このような構造の半導体装置のフォトダイオード八に着
目し、カソード端子に＆こ負荷抵抗（図示せず）を介し
て正のバイアス電圧を印加して表面から光りを照射する
と、Ｐ型シリコン基板１とＮ−エピタキシャル層２との
間ｔこ生成されているＰＮ接合の空乏層（斜線で示す）
１０の中で生成される電子・正孔対は空乏層の電界をこ
より加速されてカソード端子Ｋから信号電流として取り
出されるが、空乏層が広がっていなし・Ｎ−エピタキシ
ャル層２内で生成した電子・正孔対については一部は拡
散電流として出力電流Ｇこ寄与するが、その他は再結合
して熱に変ってしまう。
目し、カソード端子に＆こ負荷抵抗（図示せず）を介し
て正のバイアス電圧を印加して表面から光りを照射する
と、Ｐ型シリコン基板１とＮ−エピタキシャル層２との
間ｔこ生成されているＰＮ接合の空乏層（斜線で示す）
１０の中で生成される電子・正孔対は空乏層の電界をこ
より加速されてカソード端子Ｋから信号電流として取り
出されるが、空乏層が広がっていなし・Ｎ−エピタキシ
ャル層２内で生成した電子・正孔対については一部は拡
散電流として出力電流Ｇこ寄与するが、その他は再結合
して熱に変ってしまう。
ところで、このよう番こ同一チップの同じエピタキシャ
ル結晶中にフォトダイオードとトランジスタとを形成す
る場合は、Ｎ−エピタキシャル層が薄いほどフォトダイ
オードの光感度は良好になるが、逆にトランジスタで構
成される増幅部の耐圧は低くなってしまうという問題が
あり、１０μｍ以下にすることは不可能番二近く１通常
アナログ処理用では１２〜１４μｍである。
ル結晶中にフォトダイオードとトランジスタとを形成す
る場合は、Ｎ−エピタキシャル層が薄いほどフォトダイ
オードの光感度は良好になるが、逆にトランジスタで構
成される増幅部の耐圧は低くなってしまうという問題が
あり、１０μｍ以下にすることは不可能番二近く１通常
アナログ処理用では１２〜１４μｍである。
ｐｉ発明の目的および構成
本発明は上記の点番こかんがみてなされたもので、光検
出部と増幅部とを同一のＰ型基板−Ｆ、Ｇこ形成した半
導体装置・こおいて、増幅部の耐圧を下げずに光検出部
の光感度を向１−することを目的とし、この目的を達成
するために、光検出部のＰ型基板とＮ−エピタキシャル
層との開−こ該Ｎ−エピタキシャル層Ｏこ入り込むよう
番こＰ型埋込み層を形成した。
出部と増幅部とを同一のＰ型基板−Ｆ、Ｇこ形成した半
導体装置・こおいて、増幅部の耐圧を下げずに光検出部
の光感度を向１−することを目的とし、この目的を達成
するために、光検出部のＰ型基板とＮ−エピタキシャル
層との開−こ該Ｎ−エピタキシャル層Ｏこ入り込むよう
番こＰ型埋込み層を形成した。
（一実施例
以下本発明を図面に基づいて説明する。
第１図は本発明Ｇこよる半導体装置の一実施例の断面構
造を示しており、第３図ζこ示した従来例と同じ参照数
字は同じ構成部分を示す。
造を示しており、第３図ζこ示した従来例と同じ参照数
字は同じ構成部分を示す。
この実施例は、フォトダイオードＡｖＰ型シリコン基板
ｌとＮ−エピタキシャル層２との間に。
ｌとＮ−エピタキシャル層２との間に。
Ｎ−エピタキシャル層２＆二人り込むようにＰ型増込み
層ＩＩを拡散形成したもので、その他の構造は第３図に
示した従来例とすべて同じである。
層ＩＩを拡散形成したもので、その他の構造は第３図に
示した従来例とすべて同じである。
この実施例の半導体製造装置の製造方法は基本的をこは
通常のバイポーラＩＣの製造方法（こ。
通常のバイポーラＩＣの製造方法（こ。
Ｐ型埋込み層の拡散工程のみが追加されたものである。
すなわち、比抵抗１０Ω・ｃｙ＋のＰ型シリコン基板ｌ
の（Ｉｌｌ）面を熱酸化し、１．２μｍ程度の５ｊ０２
膜を形成する。改番ここの気ル膜に窓あけをしてアンチ
モンのフィルムをスピンｌｉＬ。
の（Ｉｌｌ）面を熱酸化し、１．２μｍ程度の５ｊ０２
膜を形成する。改番ここの気ル膜に窓あけをしてアンチ
モンのフィルムをスピンｌｉＬ。
ドライブイン拡散することにより拡散深さが３，５μｍ
シート抵抗が２０Ω／口程度のＮ十型埋込み層３を形成
する。再び５ｔ０２膜に窓あけをして１．３Ｘ１０１２
個／ ｃｍの割合で３０ＫｅＶのＢ＋をイオン注入し、
Ｎ２中でアニールする。
シート抵抗が２０Ω／口程度のＮ十型埋込み層３を形成
する。再び５ｔ０２膜に窓あけをして１．３Ｘ１０１２
個／ ｃｍの割合で３０ＫｅＶのＢ＋をイオン注入し、
Ｎ２中でアニールする。
次に、＆０２膜を全面除去し、比抵抗５Ω・ｃｍ。
厚さ１５μａノＮ−エピタキシャル層２を成長させる。
さらＧ３７０００＾の熱酸化膜を形成し。
窓あけして１１５０℃、３０分、ＢＢｒ３をデポジショ
ンする。
ンする。
次Ｇこ、１２００℃、７時間のドライブイン拡散をして
Ｐ＋素子分離拡散領域４を形成する。このときイオン注
入されたボロンが外方に拡散してＰ型埋込み層１１が形
成される。
Ｐ＋素子分離拡散領域４を形成する。このときイオン注
入されたボロンが外方に拡散してＰ型埋込み層１１が形
成される。
その後は１通常のバイポーラＩＣの製造工程と同様に、
ベース拡散、エミッタ拡散、コンタクトホールの５ｔＱ
２エツチング、 Ａｔ蒸着、、１１／パターニング、Ｐ
ＳＧ（リンガラス）膜の形Ｘ、 パッドの穴あけを順次
行なう。
ベース拡散、エミッタ拡散、コンタクトホールの５ｔＱ
２エツチング、 Ａｔ蒸着、、１１／パターニング、Ｐ
ＳＧ（リンガラス）膜の形Ｘ、 パッドの穴あけを順次
行なう。
こうして形成された本発明による半導体装置の光感度を
従来の構造の半導体装置と比較すると、Ｐ型シリコン基
板ｌの比抵抗がｌＯΩ・ｅｌｍ。
従来の構造の半導体装置と比較すると、Ｐ型シリコン基
板ｌの比抵抗がｌＯΩ・ｅｌｍ。
エピタキシャル層の比抵抗が５０・ｅｌｌで厚さが１２
□μ仇でフォトダイオードＡのカソード端子ＫにＩＯＶ
の電圧を印加した場合、従来の装置では表面から９．３
〜１４．７ハの位置に空乏層ができ、ここで吸収される
光はシリコン中の光の吸収係数を１０” ／ｃｒｍ （
λ−８００〇八）とすルト１６％程度番こなる。
□μ仇でフォトダイオードＡのカソード端子ＫにＩＯＶ
の電圧を印加した場合、従来の装置では表面から９．３
〜１４．７ハの位置に空乏層ができ、ここで吸収される
光はシリコン中の光の吸収係数を１０” ／ｃｒｍ （
λ−８００〇八）とすルト１６％程度番こなる。
これ（こ対して本発明による装置では、ボロンのイオン
注入量を１．３Ｘ］０１２個／ ｃａｔとすると。
注入量を１．３Ｘ］０１２個／ ｃａｔとすると。
空乏層はシリコン表面下４．３〜９．７μｍの位置にで
きる。その結果空乏層で吸収される光は２７％程度とな
り、Ｐ十素子分離拡散のない場合での光から電流への変
換効率を７割程度も増加させることができる。
きる。その結果空乏層で吸収される光は２７％程度とな
り、Ｐ十素子分離拡散のない場合での光から電流への変
換効率を７割程度も増加させることができる。
第２図は本発明による半導体装置の他の実施例を示す。
この実施例は基本曲番こは第１図の実施例と同じである
が、Ｐ型の埋込み層１１’Ｇこいくつかの切れ１］を作
り、空乏層がこの部分で深く入り込むよう番こして光の
検出感度をさらに向上させることができる。
が、Ｐ型の埋込み層１１’Ｇこいくつかの切れ１］を作
り、空乏層がこの部分で深く入り込むよう番こして光の
検出感度をさらに向上させることができる。
（本発明の効果
ＪすＬ説明したようを３１本発明は、光検出部と増幅部
とを同−Ｐ型基板十Ｇこ形成したバイポーラ型の半導体
装置曇こおいて、光検出部のＰ型基板とＮ−エピタキシ
ャル層との間に該Ｎ−エピタキシャル層に入り込むよう
番こＰ型埋込み層を形成したので、Ｎ−エピタキシャル
層とＰ型基板との間に形成されるＰＮ接合の空乏層を装
置の表面に近く形成でき、空乏層で吸収される光を増加
できて光・電流変換効率を向ｊ二することができる。な
お、このＰ型埋込み層を形成するのに。
とを同−Ｐ型基板十Ｇこ形成したバイポーラ型の半導体
装置曇こおいて、光検出部のＰ型基板とＮ−エピタキシ
ャル層との間に該Ｎ−エピタキシャル層に入り込むよう
番こＰ型埋込み層を形成したので、Ｎ−エピタキシャル
層とＰ型基板との間に形成されるＰＮ接合の空乏層を装
置の表面に近く形成でき、空乏層で吸収される光を増加
できて光・電流変換効率を向ｊ二することができる。な
お、このＰ型埋込み層を形成するのに。
従来の製造工程Ｇこイオン注入工程を一工程だけ追加す
るだけであるから、製造コストに与える影響も比較的小
さい。
るだけであるから、製造コストに与える影響も比較的小
さい。
第１図および第２図は本発明による半導体装置の２つの
異なる実施例の断面図、第３図は従来の半導体装置の断
面図である。 ｌ・・・シリコン基板 ２．２′・・・Ｎ−エピタキシャル層 ３．３′・・・Ｎ十型埋込み層 ４・・・Ｐ＋素子分離拡散領域 ５．５’、７・・・Ｎ十拡散領域 ６・・・Ｐ型頭域８
・・・ＳＯ２膜 ９・・・Ａｔ配線１【）・
・・空乏層 １１． ＩＩ’・・・Ｐ型埋
込層特許出願人 １１産自動車株式会社 代理人 弁理士 鈴 木 弘 男 手続補正書 昭和６０年 ５月２１日
異なる実施例の断面図、第３図は従来の半導体装置の断
面図である。 ｌ・・・シリコン基板 ２．２′・・・Ｎ−エピタキシャル層 ３．３′・・・Ｎ十型埋込み層 ４・・・Ｐ＋素子分離拡散領域 ５．５’、７・・・Ｎ十拡散領域 ６・・・Ｐ型頭域８
・・・ＳＯ２膜 ９・・・Ａｔ配線１【）・
・・空乏層 １１． ＩＩ’・・・Ｐ型埋
込層特許出願人 １１産自動車株式会社 代理人 弁理士 鈴 木 弘 男 手続補正書 昭和６０年 ５月２１日
Claims (1)
- 光検出部と増幅部とを同一のＰ型基板上に形成したバ
イポーラ型の半導体装置において、前記光検出部のＰ型
基板とＮ＾−エピタキシャル層との間に該Ｎ＾−エピタ
キシャル層に入り込むようにＰ型埋込み層を形成したこ
とを特徴とする半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59196913A JPS6175569A (ja) | 1984-09-21 | 1984-09-21 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59196913A JPS6175569A (ja) | 1984-09-21 | 1984-09-21 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6175569A true JPS6175569A (ja) | 1986-04-17 |
Family
ID=16365740
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59196913A Pending JPS6175569A (ja) | 1984-09-21 | 1984-09-21 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6175569A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0923020A (ja) * | 1995-02-27 | 1997-01-21 | Consorzio Per La Ric Sulla Microelettronica Nel Mezzogiorno | 半導体粒子検出器およびその製造方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4849387A (ja) * | 1971-10-22 | 1973-07-12 | ||
| JPS5394887A (en) * | 1977-01-31 | 1978-08-19 | Nec Corp | Optical semiconductor device |
-
1984
- 1984-09-21 JP JP59196913A patent/JPS6175569A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4849387A (ja) * | 1971-10-22 | 1973-07-12 | ||
| JPS5394887A (en) * | 1977-01-31 | 1978-08-19 | Nec Corp | Optical semiconductor device |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0923020A (ja) * | 1995-02-27 | 1997-01-21 | Consorzio Per La Ric Sulla Microelettronica Nel Mezzogiorno | 半導体粒子検出器およびその製造方法 |
| US5854506A (en) * | 1995-02-27 | 1998-12-29 | Consorzio Per La Ricerca Sulla Microelettronica Nel Mezzogiorno | Semiconductor particle-detector |
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