JPS62109376A - 受光用半導体装置 - Google Patents
受光用半導体装置Info
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- JPS62109376A JPS62109376A JP60248795A JP24879585A JPS62109376A JP S62109376 A JPS62109376 A JP S62109376A JP 60248795 A JP60248795 A JP 60248795A JP 24879585 A JP24879585 A JP 24879585A JP S62109376 A JPS62109376 A JP S62109376A
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- 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
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D30/00—Field-effect transistors [FET]
- H10D30/80—FETs having rectifying junction gate electrodes
- H10D30/83—FETs having PN junction gate electrodes
-
- 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
-
- 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
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- 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
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- 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】
〔発明の利用分野〕
本発明は、受光用半導体装置いわゆるフォトダイオード
に関し、特にバイポーラＩＣに内蔵されるようなフォト
ダイオードの感度向上技術に関するものである。
に関し、特にバイポーラＩＣに内蔵されるようなフォト
ダイオードの感度向上技術に関するものである。
従来の受光用半導体装置としては、例えば第３図に示す
ごとき装置がある（例えばシャープ社製のフォト・イン
タラプタ 製品番号ＧＰＩＡＯ２等に使用されている）
。
ごとき装置がある（例えばシャープ社製のフォト・イン
タラプタ 製品番号ＧＰＩＡＯ２等に使用されている）
。
第３図の装置１よ、ｐ型シリコン基板１の上にｎ−エピ
タキシャル層２を形成し、その所定部分にｐ１索子分離
拡散領域３を形成することによって、ｎ−エビタキシャ
ル層層内内ρ１素子分離拡散領域３で囲まれた島状領域
２′を形成し、また、その島状領域２′の表面付近にｎ
＋エミッタ拡散領域４を設けたものである。なお、５は
フィールド酸化膜、６及び６′は晟配線である。
タキシャル層２を形成し、その所定部分にｐ１索子分離
拡散領域３を形成することによって、ｎ−エビタキシャ
ル層層内内ρ１素子分離拡散領域３で囲まれた島状領域
２′を形成し、また、その島状領域２′の表面付近にｎ
＋エミッタ拡散領域４を設けたものである。なお、５は
フィールド酸化膜、６及び６′は晟配線である。
そして、ｎ＋エミッタ拡散領域４をカソードとし、ｐ＋
素子分離拡散領域３をアノードとして用いる。
素子分離拡散領域３をアノードとして用いる。
上記のような構造の素子は、標準的なバイポーラプロセ
スによって作ることが出来る。
スによって作ることが出来る。
第３図の索子においては、ｎ−エピタキシャル層２とＰ
型シリコン基板１との間のｐｎ接合を逆バイアスしてお
き、これに光を当てるとアノード。
型シリコン基板１との間のｐｎ接合を逆バイアスしてお
き、これに光を当てるとアノード。
カソード間に電流が流れるので、それによって光を検出
することが出来る。
することが出来る。
上記のごとき従来の受光用半導体装置においては、ｐ型
シリコン基板１とｎ−エピタキシャル層２との間のｐｎ
接合が表面からかなり深いところ輪形成されているため
、表面付近で発生する電子・正孔対を出力電流として有
効に利用することが出来ないので感度が不充分であった
。
シリコン基板１とｎ−エピタキシャル層２との間のｐｎ
接合が表面からかなり深いところ輪形成されているため
、表面付近で発生する電子・正孔対を出力電流として有
効に利用することが出来ないので感度が不充分であった
。
そのため、検出回路がＰ１ｉ雑になるので半導体チップ
上の占有面積が広くなり、コストが増加するという問題
がある。
上の占有面積が広くなり、コストが増加するという問題
がある。
また、感度が不充分なためＳ／Ｎ比が充分とれず、その
ため誤動作率が大きくなり、また、製造時の歩留りも低
下するという問題があった。
ため誤動作率が大きくなり、また、製造時の歩留りも低
下するという問題があった。
本発明は、上記のごとき従来技術の問題を解決するため
になされたものであり、感度の良好な受光用半導体素子
を提供することを目的とするものである。
になされたものであり、感度の良好な受光用半導体素子
を提供することを目的とするものである。
上記の目的を達成するため、本発明においては、島状領
域の表面付近に、イオン注入によって半導体基板と同一
導電形の薄い領域を形成し、それによって表面付近で発
生する電子・正孔対を出力電流として取り出すことが出
来るように構成している。
域の表面付近に、イオン注入によって半導体基板と同一
導電形の薄い領域を形成し、それによって表面付近で発
生する電子・正孔対を出力電流として取り出すことが出
来るように構成している。
第１図は、本発明の一実施例図であり、（Ａ）は平面図
、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ’断面図である。
、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ’断面図である。
第１図の装置は、前記第３図の装置と基本的構成は類似
しているが、受光部分すなわち島状領域２′表面に薄い
酸化膜７が形成され、また、薄い酸化膜７の直下の表面
付近に、ボロンのイオン注入によってｐ型頭域８が形成
されている部分が異なる。
しているが、受光部分すなわち島状領域２′表面に薄い
酸化膜７が形成され、また、薄い酸化膜７の直下の表面
付近に、ボロンのイオン注入によってｐ型頭域８が形成
されている部分が異なる。
上記第１図に示す素子の製造工程は、標準的なバイポー
ラプロセスにより、まず、ｎ−エピタキシャル層成長、
ρ＋素子分離拡散、ｐ型ベース拡散、ｎ＋エミッタ拡散
を行ない、その後、受光部すなわち島状領域２′表面の
酸化膜をエツチングで除去した後、その部分にボロンの
イオン注入を行なう。
ラプロセスにより、まず、ｎ−エピタキシャル層成長、
ρ＋素子分離拡散、ｐ型ベース拡散、ｎ＋エミッタ拡散
を行ない、その後、受光部すなわち島状領域２′表面の
酸化膜をエツチングで除去した後、その部分にボロンの
イオン注入を行なう。
このイオン注入条件としては、例えば、１００ｋｅＶで
ドーズ量が１．２Ｘ１０”／ｃｍ２程度である。
ドーズ量が１．２Ｘ１０”／ｃｍ２程度である。
その後、ウェット酸化によって厚さが１０００人程度０
薄い酸化膜７を形成した後、コンタクトエツチングを行
なって舷配線６．６′を形成する。
薄い酸化膜７を形成した後、コンタクトエツチングを行
なって舷配線６．６′を形成する。
次に、作用を説明する。
第１図の素子に光（強度をΦとする）が当ると、光の減
衰定数をαとすれば、表面から深さＸの点ではΦｅｘρ
（−αＸ）に比例した割合で電子・正孔対が発生する。
衰定数をαとすれば、表面から深さＸの点ではΦｅｘρ
（−αＸ）に比例した割合で電子・正孔対が発生する。
逆バイアスされたｐｎ接合から拡散長以内で発生した電
子・正孔対は出力電流に寄与するので、第１図の素子の
ごとく表面付近及び１０−程度の深さにｐｎ接合がある
場合には、変換効率ががなり向上する。
子・正孔対は出力電流に寄与するので、第１図の素子の
ごとく表面付近及び１０−程度の深さにｐｎ接合がある
場合には、変換効率ががなり向上する。
実験結果によれば、ｎ−エピタキシャル層２の比抵抗を
１Ω・ｃｍ、厚さ１０−とした場合、波長８４０ｎＩＩ
ｌの赤外光に対して、前記第３図の従来素子では１μＷ
当り０．２μＡの出力であったものが、第１図の本発明
の素子においては１μＷ当り０．３４μＡの出力となり
、感度が約１．７倍向上することが判った。
１Ω・ｃｍ、厚さ１０−とした場合、波長８４０ｎＩＩ
ｌの赤外光に対して、前記第３図の従来素子では１μＷ
当り０．２μＡの出力であったものが、第１図の本発明
の素子においては１μＷ当り０．３４μＡの出力となり
、感度が約１．７倍向上することが判った。
次に、第２図は、本発明の他の実施例図であり、前記第
１図のフォトダイオードとその出力信号を増幅するＪ
ＦＥＴとを同一の半導体チップに形成したものを示す。
１図のフォトダイオードとその出力信号を増幅するＪ
ＦＥＴとを同一の半導体チップに形成したものを示す。
第２図において、９がＪ ＦＥＴ部であり、１０が前記
第１図と同様のフォトダイオード部である。
第１図と同様のフォトダイオード部である。
また、１１はｐ型ベース拡散領域、１２はｎ＋埋込み層
である。
である。
この索子は、フォトダイオード部１０をＪ ＦＥＴ部９
による定電流負荷でバイアスし、所定レベルを閾値とし
て、光の有無によりＯＵＴ端子からｉｔ ＯＩ＋または
ＬＬ Ｉ ＴＴの信号を出力するようにしたものである
。
による定電流負荷でバイアスし、所定レベルを閾値とし
て、光の有無によりＯＵＴ端子からｉｔ ＯＩ＋または
ＬＬ Ｉ ＴＴの信号を出力するようにしたものである
。
なお、Ｊ ＦＥＴ部９は、ｎ−エピタキシャル層２をゲ
ートとし、ボロンをイオン注入して形成したｐ型頭域８
をチャンネルとし、ｐ型ベース拡散領域１１をソース及
びドレインとするものである。
ートとし、ボロンをイオン注入して形成したｐ型頭域８
をチャンネルとし、ｐ型ベース拡散領域１１をソース及
びドレインとするものである。
上記のように、第２図の素子は、通常のバイポーラプロ
セスによって、ｆＲ小電流源となるＪＦＥＴと高感度の
フォトダイオードとを同一半導体チップ内に形成するこ
とが出来るので、高感度で低価格の光検出装置を実現す
ることが出来る。
セスによって、ｆＲ小電流源となるＪＦＥＴと高感度の
フォトダイオードとを同一半導体チップ内に形成するこ
とが出来るので、高感度で低価格の光検出装置を実現す
ることが出来る。
なお、第２図において、Ｖｃｃは電源端子である。
また、第１図及び第２図の実施例において、島状領域２
′に設けるＰ壁領域８を、島状領域２′内のｎ＋エミッ
タ拡散領域４を除く部分に設けると、より感度を向上さ
せることが出来る。
′に設けるＰ壁領域８を、島状領域２′内のｎ＋エミッ
タ拡散領域４を除く部分に設けると、より感度を向上さ
せることが出来る。
以上説明したごとく、本発明においては、ｎ−エピタキ
シャル層で形成された島状領域の表面付近に薄いｐ型頭
域を形成することにより１表面付近で発生する電子・正
孔対を出力電流として取り出すことが出来るように構成
しているので、高感度のフォトダイオードを実現するこ
とが出来る。
シャル層で形成された島状領域の表面付近に薄いｐ型頭
域を形成することにより１表面付近で発生する電子・正
孔対を出力電流として取り出すことが出来るように構成
しているので、高感度のフォトダイオードを実現するこ
とが出来る。
そのため、同一半導体チップ内に形成する検出回路の構
成が容易になり、性能及び歩留りが向上し、その結果、
光検出用ＩＣチップのコストを低減することが出来る、
等の優れた効果が得られる。
成が容易になり、性能及び歩留りが向上し、その結果、
光検出用ＩＣチップのコストを低減することが出来る、
等の優れた効果が得られる。
第１図及び第２図はそれぞれ本発明の一実施例図、第３
図は従来装置の一例図である。 〈符号の説明〉 １・・・ｐ型シリコン基板 ２・・・ｎ”エピタキシャ
ル層３・・・Ｐ“素子分離拡散領域 ４・・・ｎ′″エミッタ拡散領域 ５・・・フィールド酸化膜 ６．６′・・・Ｍ配線７・
・・薄い酸化膜 ８・・・Ｐ壁領域９・・・Ｊ
ＦＥＴ部 １０・・・フォトダイオード部１１・
・・ｐ型ベース拡散領域 １２・・・ｎ＋埋込み層 代理人弁理士 中 村 純之助 図面の浄書（内容に変更なし） 才・ １ 興 手続補正書彷式） 昭和６１年 ２月１２日 特許庁長官 宇 賀 道 部 殿 １、事件の表示 昭和６０年特許願第２４８７９５
号２、発明の名称 受光用半導体装置３、補正をす
る者 事件との関係 特許出願人 名 称 （３９９）日量自動車 株式会社４、代理
人 ′ｉユ ５、補正命令の日付 昭和６１年 １月２８日６、
補正の対象 図面
図は従来装置の一例図である。 〈符号の説明〉 １・・・ｐ型シリコン基板 ２・・・ｎ”エピタキシャ
ル層３・・・Ｐ“素子分離拡散領域 ４・・・ｎ′″エミッタ拡散領域 ５・・・フィールド酸化膜 ６．６′・・・Ｍ配線７・
・・薄い酸化膜 ８・・・Ｐ壁領域９・・・Ｊ
ＦＥＴ部 １０・・・フォトダイオード部１１・
・・ｐ型ベース拡散領域 １２・・・ｎ＋埋込み層 代理人弁理士 中 村 純之助 図面の浄書（内容に変更なし） 才・ １ 興 手続補正書彷式） 昭和６１年 ２月１２日 特許庁長官 宇 賀 道 部 殿 １、事件の表示 昭和６０年特許願第２４８７９５
号２、発明の名称 受光用半導体装置３、補正をす
る者 事件との関係 特許出願人 名 称 （３９９）日量自動車 株式会社４、代理
人 ′ｉユ ５、補正命令の日付 昭和６１年 １月２８日６、
補正の対象 図面
Claims (1)
- 第１の導電形の半導体基板の主面上に第２の導電形の第
１の層状領域を形成し、また該第１の層状領域の所定部
分に上記半導体基板に達する第１の導電形の第１の拡散
領域を形成することによって上記第１の層状領域内に上
記第１の拡散領域で周囲を囲まれた島状領域を形成し、
該島状領域の表面付近の一部に第２の導電形の第２の拡
散領域を形成し、上記島状領域と上記半導体基板との間
のｐｎ接合を逆バイアスし、上記島状領域を受光部とし
て用いるフォトダイオードにおいて、上記島状領域の表
面付近に第１の導電形の薄い第２の層状領域を形成した
ことを特徴とする受光用半導体装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60248795A JPS62109376A (ja) | 1985-11-08 | 1985-11-08 | 受光用半導体装置 |
| DE19863637817 DE3637817A1 (de) | 1985-11-08 | 1986-11-06 | Hochempfindliche photodiode |
| US07/235,803 US4920395A (en) | 1985-11-08 | 1988-08-23 | High sensitivity photodiode |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60248795A JPS62109376A (ja) | 1985-11-08 | 1985-11-08 | 受光用半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62109376A true JPS62109376A (ja) | 1987-05-20 |
Family
ID=17183507
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60248795A Pending JPS62109376A (ja) | 1985-11-08 | 1985-11-08 | 受光用半導体装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4920395A (ja) |
| JP (1) | JPS62109376A (ja) |
| DE (1) | DE3637817A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPH02503618A (ja) * | 1988-03-21 | 1990-10-25 | イーストマン・コダック・カンパニー | 固体イメージセンサ |
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|---|---|---|---|---|
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| US5134274A (en) * | 1991-03-18 | 1992-07-28 | Hughes Aircraft Company | Two-sided solid-state imaging device |
| SE470116B (sv) * | 1992-04-03 | 1993-11-08 | Asea Brown Boveri | Detektorkrets med en som detektor arbetande halvledardiod och en med dioden integrerad förstärkarkrets |
| US5592124A (en) * | 1995-06-26 | 1997-01-07 | Burr-Brown Corporation | Integrated photodiode/transimpedance amplifier |
| EP0965980A1 (en) * | 1998-06-19 | 1999-12-22 | Deutsche Thomson-Brandt Gmbh | Device for amplifying and converting current signals into voltage signals |
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| US6882368B1 (en) | 1999-06-30 | 2005-04-19 | Canon Kabushiki Kaisha | Image pickup apparatus |
| US6833873B1 (en) | 1999-06-30 | 2004-12-21 | Canon Kabushiki Kaisha | Image pickup apparatus |
| US6859229B1 (en) | 1999-06-30 | 2005-02-22 | Canon Kabushiki Kaisha | Image pickup apparatus |
| US6885404B1 (en) | 1999-06-30 | 2005-04-26 | Canon Kabushiki Kaisha | Image pickup apparatus |
| US6980248B1 (en) | 1999-06-30 | 2005-12-27 | Canon Kabushiki Kaisha | Image pickup apparatus |
| JP2004087979A (ja) * | 2002-08-28 | 2004-03-18 | Sharp Corp | 受光素子およびその製造方法並びに回路内蔵型受光素子 |
| US10553633B2 (en) * | 2014-05-30 | 2020-02-04 | Klaus Y.J. Hsu | Phototransistor with body-strapped base |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3309610A (en) * | 1963-05-28 | 1967-03-14 | North American Aviation Inc | Multi-layer solid state meter having electroluminescent indication, breakdown diodes and constant-current controlling elements |
| NL6709192A (ja) * | 1967-07-01 | 1969-01-03 | ||
| JPS5390A (en) * | 1976-06-24 | 1978-01-05 | Agency Of Ind Science & Technol | Composite photoelectric conversion element |
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| US4318115A (en) * | 1978-07-24 | 1982-03-02 | Sharp Kabushiki Kaisha | Dual junction photoelectric semiconductor device |
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| JPS57155784A (en) * | 1981-03-23 | 1982-09-25 | Hitachi Ltd | Photodiode |
| JPS5988875A (ja) * | 1982-11-12 | 1984-05-22 | Toshiba Corp | 光電変換素子 |
-
1985
- 1985-11-08 JP JP60248795A patent/JPS62109376A/ja active Pending
-
1986
- 1986-11-06 DE DE19863637817 patent/DE3637817A1/de active Granted
-
1988
- 1988-08-23 US US07/235,803 patent/US4920395A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02503618A (ja) * | 1988-03-21 | 1990-10-25 | イーストマン・コダック・カンパニー | 固体イメージセンサ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4920395A (en) | 1990-04-24 |
| DE3637817A1 (de) | 1987-05-14 |
| DE3637817C2 (ja) | 1992-07-16 |
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