DE19732624A1 - Fotodetektor und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents
Fotodetektor und Verfahren zu dessen HerstellungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Fotodetektor und ein Verfahren zu dessen Herstellung
und insbesondere einen Fotodetektor, hergestellt in einer ebenen Struktur auf
einem Siliziumsubstrat, und ein Verfahren zu dessen Herstellung.
Bei optischen Kommunikationssystemen sind Fotodetektoren auf der Basis von
Verbindungshalbleitern wie InGaAsP weit verbreitet. Im Hinblick auf Verträglichkeit
mit dem Silizium-Prozeß ist jedoch ein Fotodetektor auf Basis einer chemischen
Verbindung günstig, der eine Lichtabsorptionsschicht aus einer Si/SiGe-Supergitter
schicht aufweist, und man ist im Begriff, eine optoelektronische integrierte Schal
tung auf Siliziumbasis zu entwickeln, in der gleichzeitig Siliziumtransistoren und
Fotodetektoren auf Siliziumbasis integriert sind.
Fotodioden werden ihrer Struktur nach grob in zwei Typen eingeteilt, einen
Oberflächeneinfalls-Typ und einen Wellenleiter-Typ. Bei einem Fotodetektor vom
Oberflächeneinfalls-Typ liegt die Richtung des einfallenden Lichtes senkrecht zur
Substratoberfläche, während bei einem Fotodetektor vom Wellenleiter-Typ die
Richtung des einfallenden Lichtes parallel zur Substratoberfläche liegt. Bei beiden
Typen von Fotodetektoren kann die Lichtempfindlichkeit vergrößert werden, indem
die Tiefe der Lichtabsorptionsschicht vergrößert wird. Bei einem Fotodetektor vom
Oberflächeneinfalls-Typ kann der Lichteinfallsweg vergrößert werden, wenn die
Dicke der Lichtabsorptionsschicht vergrößert wird, so daß das Licht einen tieferen
Teil der Lichtabsorptionsschicht erreicht und das absorbierte Licht zunimmt, wo
durch die Lichtempfindlichkeit der Fotodiode zunimmt. Andererseits wird bei einem
Fotodetektor vom Wellenleiter-Typ die vom Fotodetektor empfangene Lichtleistung
größer, wenn seine Querschnittsfläche, die das vom Ausgangsende eines Licht
wellenleiters emittierte einfallende Licht empfängt, größer wird, so daß die Licht
empfindlichkeit des Fotodetektors größer wird.
Heutzutage verwendete Fotodetektoren sind größtenteils vom Typ mit Ober
flächeneinfall. Den Fotodetektoren vom Oberflächeneinfalls-Typ ist das Merkmal
gemeinsam, daß eine Lichtabsorptionsschicht in einer Halbleiter-Epitaxialschicht
gebildet ist und daß ein Endbereich der Lichtabsorptionsschicht über einen Teil der
Epitaxialschicht, der parallel zur Seitenwand der Lichtabsorptionsschicht verläuft,
mit der Kathodenelektrode des Fotodetektors in Verbindung steht. Wird die Tiefe
der Lichtabsorptionsschicht vergrößert, um die Lichtempfindlichkeit zu vergrößern,
wird der Abstand von der Kathodenelektrode zum Endbereich der Lichtabsorptions
schicht unausweichlich größer. Aus mehreren Gründen, die später genannt wer
den, ist die Leitfähigkeit der Epitaxialschicht in den meisten Fällen niedrig, so daß
der Widerstand zwischen der Kathodenelektrode und dem Endbereich der Licht
absorptionsschicht im erwähnten Fall größer wird, was im Hinblick auf ein schnel
les Lichtansprechverhalten des Fotodetektors ungünstig ist. Daher sind die oben
erwähnten Anforderungen einander kontrovers. Versucht man, den erwähnten
Widerstand der Kathodenschaltung zu verringern, wird der Fotodetektor jedoch
kompliziert und verlängert sich die für den Herstellungsprozeß benötigte Zeit.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Fotodetektor zu schaffen, bei dem die Tiefe
einer Lichtabsorptionsschicht vergrößert ist, um eine hohe Lichtempfindlichkeit zu
erzielen, der Widerstand einer Kathodenschaltung trotz der tieferen Lichtabsorp
tionsschicht niedrig ist, ein schnelles Lichtansprechverhalten erzielt werden kann,
die Produktivität verbessert wird und die Konstruktionsfreiheit vergrößert wird.
Außerdem soll ein Verfahren zur Herstellung eines Fotodetektors geschaffen wer
den, bei dem die Tiefe einer Lichtabsorptionsschicht vergrößert ist, um eine hohe
Lichtempfindlichkeit zu erzielen, der Widerstand einer Kathodenschaltung trotz der
tieferen Lichtabsorptionsschicht niedrig ist, ein schnelles Lichtansprechverhalten
erzielt werden kann, die Produktivität verbessert wird und die Konstruktionsfreiheit
vergrößert wird, indem eine Halbleiterdiffusionsschicht durch Ionenimplantation
gebildet wird.
Ferner soll ein Verfahren zur Herstellung eines Fotodetektors geschaffen werden,
bei dem die Tiefe einer Lichtabsorptionsschicht vergrößert ist, um eine hohe Licht
empfindlichkeit zu erzielen, der Widerstand einer Kathodenschaltung trotz der tiefe
ren Lichtabsorptionsschicht niedrig ist, ein schnelles Lichtansprechverhalten erzielt
werden kann, die Produktivität verbessert wird und die Konstruktionsfreiheit ver
größert wird, indem eine Halbleiterdiffusionsschicht durch Desoxidation einer Oxid
auftragsschicht gebildet wird.
Ein erfindungsgemäßer Fotodetektor enthält folgendes:
eine in der Epitaxialschicht gebildete Höhlung, die von einer Seitenwand-Oxid schicht umgeben ist,
eine Lichtabsorptionsschicht und eine Kontaktschicht von einem ersten Leitfähig keitstyp, die beide aufeinanderfolgend parallel zu der Epitaxialschicht innerhalb der Höhlung aufgewachsen sind,
eine erste Diffusionsschicht von einem zweiten Leitfähigkeitstyp, die auf einer Unterseite der Höhlung gebildet ist,
eine zweite Diffusionsschicht von einem zweiten Leitfähigkeitstyp, welche die Seitenwand-Oxidschicht umgibt und sich von einer Oberseite der Epitaxialschicht bis zur ersten Diffusionsschicht erstreckt, und
einen Herausführbereich von einem zweiten Leitfähigkeitstyp mit hoher Fremd atomkonzentration, der elektrisch mit der ganzen zweiten Diffusionsschicht oder einem Teil davon verbunden ist.
eine in der Epitaxialschicht gebildete Höhlung, die von einer Seitenwand-Oxid schicht umgeben ist,
eine Lichtabsorptionsschicht und eine Kontaktschicht von einem ersten Leitfähig keitstyp, die beide aufeinanderfolgend parallel zu der Epitaxialschicht innerhalb der Höhlung aufgewachsen sind,
eine erste Diffusionsschicht von einem zweiten Leitfähigkeitstyp, die auf einer Unterseite der Höhlung gebildet ist,
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einen Herausführbereich von einem zweiten Leitfähigkeitstyp mit hoher Fremd atomkonzentration, der elektrisch mit der ganzen zweiten Diffusionsschicht oder einem Teil davon verbunden ist.
Bei der Erfindung wird für das Material des Substrates in den meisten Fällen
Silizium verwendet, und die N-Si-Diffusionsschicht wird durch eine Seitenwand-Oxidschicht
von der Lichtabsorptionsschicht getrennt. Die N-Si-Diffusionsschicht
wird zusammenhängend auf der Seitenwand der Höhlung gebildet, reicht von der
Oberseite eines bearbeiteten Substrates bis zur Unterseite der Höhlung und ist
elektrisch mit dem auf der Oberseite gebildeten Kathodenherausführbereich ver
bunden. Es ist günstig, wenn die Fremdatomkonzentration der N-Si-Epitaxialschicht
größer als 10¹⁷ cm-3 ist.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines Fotodetektors umfaßt die
folgenden Verfahrensschritte:
Bilden einer vergrabenen Schicht von einem zweiten Leitfähigkeitstyp mit hoher Fremdatomkonzentration auf einem Halbleitersubstrat von einem ersten Leitfähig keitstyp,
Aufwachsen einer Epitaxialschicht von einem zweiten Leitfähigkeitstyp auf der vergrabenen Schicht,
Bilden eines Herausführbereiches auf der Epitaxialschicht durch Ionenimplantation,
Bilden einer Höhlung auf der Epitaxialschicht durch Ätzen,
Bilden einer ersten und einer zweiten Diffusionsschicht auf einer Innenseite der Höhlung durch schräge Ionenimplantation und nachfolgende Wärmebehandlung,
Bilden einer Isolatorschicht über einer Seitenwand der Höhlung,
selektives Aufwachsen einer Lichtabsorptionsschicht und einer Kontaktschicht von einem ersten Leitfähigkeitstyp innerhalb der Höhlung,
Bilden einer Isolatorschicht auf einer Oberseite eines bearbeiteten Substrates,
Bilden von Löchern für einen Zugang zu Kathoden- und Anodenkontakten, und Bilden von in die Löcher passenden Elektroden.
Bilden einer vergrabenen Schicht von einem zweiten Leitfähigkeitstyp mit hoher Fremdatomkonzentration auf einem Halbleitersubstrat von einem ersten Leitfähig keitstyp,
Aufwachsen einer Epitaxialschicht von einem zweiten Leitfähigkeitstyp auf der vergrabenen Schicht,
Bilden eines Herausführbereiches auf der Epitaxialschicht durch Ionenimplantation,
Bilden einer Höhlung auf der Epitaxialschicht durch Ätzen,
Bilden einer ersten und einer zweiten Diffusionsschicht auf einer Innenseite der Höhlung durch schräge Ionenimplantation und nachfolgende Wärmebehandlung,
Bilden einer Isolatorschicht über einer Seitenwand der Höhlung,
selektives Aufwachsen einer Lichtabsorptionsschicht und einer Kontaktschicht von einem ersten Leitfähigkeitstyp innerhalb der Höhlung,
Bilden einer Isolatorschicht auf einer Oberseite eines bearbeiteten Substrates,
Bilden von Löchern für einen Zugang zu Kathoden- und Anodenkontakten, und Bilden von in die Löcher passenden Elektroden.
Ein weiteres erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines Fotodetektors
umfaßt die folgenden Verfahrensschritte:
Bilden einer vergrabenen Schicht von einem zweiten Leitfähigkeitstyp mit hoher Fremdatomkonzentration auf einem Halbleitersubstrat von einem ersten Leitfähig keitstyp,
Aufwachsen einer Epitaxialschicht von einem zweiten Leitfähigkeitstyp auf der vergrabenen Schicht,
Bilden eines Herausführbereiches auf der Epitaxialschicht durch Ionenimplantation,
Bilden einer Höhlung auf der Epitaxialschicht durch Ätzen,
Auftragen einer ersten Auftragsschicht, die Arsenat III enthält, auf eine Innenseite der Höhlung und Bilden einer ersten und einer zweiten Diffusionsschicht darauf durch nachfolgende Wärmebehandlung,
Bilden einer Isolatorschicht auf einer Seitenwand der Höhlung,
selektives Aufwachsen einer Lichtabsorptionsschicht und einer Kontaktschicht von einem ersten Leitfähigkeitstyp innerhalb der Höhlung,
Bilden einer Isolatorschicht auf einer Oberseite eines bearbeiteten Substrates,
Herstellen von Löchern für einen Zugang zu Kathoden- und Anodenkontakten, und
Bilden von in die Löcher passenden Elektroden.
Bilden einer vergrabenen Schicht von einem zweiten Leitfähigkeitstyp mit hoher Fremdatomkonzentration auf einem Halbleitersubstrat von einem ersten Leitfähig keitstyp,
Aufwachsen einer Epitaxialschicht von einem zweiten Leitfähigkeitstyp auf der vergrabenen Schicht,
Bilden eines Herausführbereiches auf der Epitaxialschicht durch Ionenimplantation,
Bilden einer Höhlung auf der Epitaxialschicht durch Ätzen,
Auftragen einer ersten Auftragsschicht, die Arsenat III enthält, auf eine Innenseite der Höhlung und Bilden einer ersten und einer zweiten Diffusionsschicht darauf durch nachfolgende Wärmebehandlung,
Bilden einer Isolatorschicht auf einer Seitenwand der Höhlung,
selektives Aufwachsen einer Lichtabsorptionsschicht und einer Kontaktschicht von einem ersten Leitfähigkeitstyp innerhalb der Höhlung,
Bilden einer Isolatorschicht auf einer Oberseite eines bearbeiteten Substrates,
Herstellen von Löchern für einen Zugang zu Kathoden- und Anodenkontakten, und
Bilden von in die Löcher passenden Elektroden.
Bei den beiden oben angegebenen Verfahren zur Herstellung eines Fotodetektors
wird als Material für das Substrat in den meisten Fällen ebenfalls Silizium ver
wendet. Bei dem nach diesen Verfahren hergestellten Fotodetektor wird die
N-Si-Diffusionsschicht auf der Unterseite und rings um die Seitenwand der Höhlung in
der N-Si-Epitaxialschicht gebildet, weshalb der Widerstand einer Kathodenschal
tung gegenüber demjenigen einer konventionellen Fotodiode, bei der die Kathoden
schaltung durch die N-Si-Epitaxialschicht hindurchgeht, verringert werden kann.
Ferner wird die N-Si-Diffusionsschicht in Selbstausrichtung durch Ionenimplan
tation oder Diffusion gebildet, nachdem die Höhlung in der N-Si-Epitaxialschicht
gebildet worden ist, weshalb kein Mustern erforderlich ist, um die N-Si-Diffusions
schicht zu bilden. Außerdem ist eine N⁺-Si-Diffusions-Zwischenschicht in der
N-Si-Epitaxialschicht unnötig, so daß der Herstellungsprozeß vereinfacht werden kann.
Die Konstruktionsfreiheit wird vergrößert, da die Konstruktion unabhängig von der
Tiefe der Höhlung durchgeführt werden kann.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen und aus der Zeichnung, auf die
Bezug genommen wird. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1A und 1B eine Draufsicht bzw. eine Querschnittsansicht zur Darstellung der
Struktur eines konventionellen Fotodetektors,
Fig. 2A und 2B eine Draufsicht bzw. eine Querschnittsansicht zur Darstellung der
Struktur eines weiteren konventionellen Fotodetektors,
Fig. 3A und 3B eine Draufsicht bzw. eine Querschnittsansicht zur Darstellung der
Struktur eines Fotodetektors gemäß einer bevorzugten Ausführungsform,
Fig. 4A und 4B Querschnittsansichten zur Erläuterung einer bevorzugten Aus
führungsform eines Herstellungsprozesses des in Fig. 3A und 3B gezeigten Foto
detektors,
Fig. 5A und 5B Querschnittsansichten zur Erläuterung des Herstellungsprozesses
des in Fig. 3A bis 3B gezeigten Fotodetektors als Fortsetzung von Fig. 4A und 4B,
Fig. 6A und 6B Querschnittsansichten zur Erläuterung einer weiteren bevorzugten
Ausführungsform eines Herstellungsprozesses des in Fig. 3A und 3B gezeigten
Fotodetektors, und
Fig. 7A und 7B Querschnittsansichten zur Erläuterung des weiteren Herstellungs
prozesses des in Fig. 3A und 3B gezeigten Fotodetektors als Fortsetzung von Fig.
6A und 6B.
Vor der Erläuterung eines Fotodetektor in der bevorzugten Ausführungsform
werden die oben erwähnten konventionellen Fotodetektoren erläutert.
Zum Beispiel wird in IEDM Tech. Dig., 1995, Seite 583, über einen Fotodetektor
berichtet, der eine Si/SiGe-Supergitterschicht als Absorptionsschicht aufweist. Fig.
1A und 1B sind eine Draufsicht bzw. eine Querschnittsansicht des in diesem Be
richt gezeigten Fotodetektors. Bei dieser Fotodiode wird eine N-Si-Epitaxialschicht
3 über eine vergrabene N⁺-Schicht 2 auf einem Si-Substrat 1 aufgewachsen, und
auf der Oberfläche der N-Si-Epitaxialschicht 3 wird durch P-Ionenimplantation ein
N-Si-Kathodenherausführbereich 4 gebildet. Auf einem Bereich, in dem eine Licht
absorptionsschicht zu bilden ist, wird durch Ätzen der N-Si-Epitaxialschicht 3 eine
Höhlung hergestellt, wird auf einer Innenseite der Höhlung eine Oxidschicht gebil
det und wird durch Rückätzen eine Seitenwand-Oxidschicht 6 gebildet. Nach auf
einanderfolgendem und selektivem Aufwachsen einer Si/SiGe-Supergitterschicht 7
und einer P⁺-Si-Kontaktschicht 8 in der Höhlung werden auf einer SiO₂-Schicht 9,
die die Oberseite des bearbeiteten Substrates bedeckt, Kontaktlöcher hergestellt,
und es werden in die Kontaktlöcher passende Al-Elektroden 12 gebildet. Falls die
Tiefe der N-Si-Epitaxialschicht 3 in dieser Struktur groß ist, wird der elektrische
Widerstand der Kathodenschaltung durch den elektrischen Widerstand der
N-Si-Epitaxialschicht 3 und deren Dicke beträchtlich beeinflußt.
Fig. 2A und 2B zeigen eine Draufsicht bzw. eine Querschnittsansicht eines weite
ren Fotodetektors vom Typ mit Oberflächeneinfall, der in der JP-A-4-114469
offenbart ist und der eine tiefe Lichtabsorptionsschicht aufweist. Bei dieser Vor
richtung wird eine erste Epitaxialschicht 23 über eine vergrabene N⁺-Si-Schicht 22
auf einem P-Si-Substrat 21 aufgewachsen, wird in der ersten Epitaxialschicht 23
eine N⁺-Diffusions-Zwischenschicht 24 gebildet, wird auf der Oberfläche der er
sten N-Si-Epitaxialschicht 23 eine zweite N-Si-Epitaxialschicht 26 aufgewachsen
und werden eine N⁺-Si-Ausgleichsschicht 27 und eine P⁺-Si-Diffusionsschicht 28
gebildet, wodurch man eine Diode erhält. Ferner wird bei diesem Fotodetektor die
Ausdehnung einer Verarmungsschicht gefördert, indem eine vergrabene
P-Si-Schicht 25 gebildet wird, wodurch die Lichtempfindlichkeit des Fotodetektors ver
bessert werden kann. Wird jedoch die Tiefe der Lichtabsorptionsschicht vergrö
ßert, so wird der Abstand von der vergrabenen N⁺-Si-Schicht 22 zur N⁺-Kathoden-Ausgleichsschicht
27 vergrößert und wird der Längswiderstand der Kathoden-Schaltung
größer, wodurch das Lichtansprechverhalten des Fotodetektors ver
schlechtert wird.
Bei dem in Fig. 2A und 2B gezeigten konventionellen Fotodetektor wird dem
entsprechend die N⁺-Si-Diffusions-Zwischenschicht 24 nach dem Aufwachsen der
ersten N-Si-Epitaxialschicht 23 gebildet. Ferner werden die N⁺-Si-Kathoden
ausgleichsschicht 27 und der Kollektorherausführbereich eines auf dem gleichen
Substrat integrierten Bipolartransistors gleichzeitig gebildet, wodurch der elektri
sche Widerstand der Kathodenschaltung genügend verringert werden kann.
Das erste Problem bei dem konventionellen Fotodetektor ist, daß der elektrische
Widerstand der Kathodenschaltung wegen der vergrößerten Tiefe der Epitaxial
schicht mit niedriger Fremdatomkonzentration größer wird, wenn die Tiefe der
Lichtabsorptionsschicht vergrößert wird, weshalb kein schnelles Lichtansprech
verhalten erzielt werden kann. Der Grund dafür ist, daß die Epitaxialschicht mit
hoher Fremdatomkonzentration nicht benutzt werden kann, um eine Verarmungs
schicht auszudehnen, und es aufgrund von Problemen im Zusammenhang mit der
Kristallisation von Silizium schwierig ist, eine Epitaxialschicht mit hoher Fremd
atomkonzentration aufzuwachsen.
Das zweite Problem bei dem konventionellen Fotodetektor ist, daß die für seine
Herstellung benötigte Zeit lang ist und die Produktivität niedrig ist, da zwei aufein
anderfolgende epitaxiale Aufwachsprozesse erforderlich sind, um eine Schicht
eines auf dem gleichen Substrat integrierten Bipolartransistors gleichzeitig aufzu
wachsen. Um eine Verschlechterung des schnellen Ansprechverhaltens des Bipo
lartransistors zu verhindern, darf die entsprechende Epitaxialschicht nicht größer
als 1 µm sein.
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen werden nun die Ausführungsformen der
Erfindung erläutert. Fig. 3A ist eine Draufsicht eines Fotodetektors gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform, und Fig. 3B ist eine Querschnittsansicht dieses
Fotodetektors in dem in Fig. 3A gezeigten Querschnitt A bis A′. Al-Elektroden 12
zum Herausführen von Anoden- und Kathodenkontakten sind in Fig. 3A weggelas
sen. Dieser Fotodetektor ist vom Typ mit Oberflächeneinfall, um Licht zu detek
tieren, das auf die Oberfläche eines Si-Substrates fällt, und als eine ebene Struktur
in einem Siliziumchip 16 hergestellt.
Bei dem in Fig. 3A bis 3B gezeigten Fotodetektor sind aufeinanderfolgend eine
vergrabene N⁺-Si-Schicht 2 und eine N-Si-Epitaxialschicht 3 auf einem Si-Substrat
1 aufgewachsen, und darauf ist eine Fotodetektor-Höhlung gebildet, die von einer
Seitenwand-Oxidschicht 6 mit rechteckiger Querschnittsform umgeben ist. Überall
auf der Unterseite und der Seitenwand der Fotodetektor-Höhlung ist eine N-Si-Dif
fusionsschicht 5 gebildet. Ferner sind auf der Unterseite der Fotodetektor-Höhlung
aufeinanderfolgend eine Si/SiGe-Supergitterschicht 7 und eine P⁺-Si-Kontakt
schicht 8 aufgewachsen, die den inneren Bereich der Höhlung ausfüllen. Außer
dem ist im äußeren Bereich der Fotodetektor-Höhlung ein Kathodenherausführbe
reich 4 gebildet, der an die N-Si-Diffusionsschicht 5 angrenzt. Auf der Oberfläche
eines Siliziumchips 16 ist eine SiO₂-Schicht 9 gebildet, die als Schutzschicht dient.
Auf der SiO₂-Schicht 9 sind ferner mittels Kathodenkontakten 10 und Anoden
kontakten 11 die Al-Elektroden 12 des Fotodetektors gebildet.
Unter Bezugnahme auf Fig. 4A bis 5B wird nun eine Ausführungsform des Herstel
lungsprozesses des Fotodetektors beschrieben. Wie in Fig. 4A gezeigt, wird zuerst
eine vergrabene N⁺-Si-Schicht 2 auf einem Si-Substrat 1 gebildet, und darauf wird
eine N-Si-Epitaxialschicht 3 aufgewachsen, deren Dicke beispielsweise 3 bis 5 µm
beträgt. Als nächstes werden unter Verwendung eines Fotoresists (nicht gezeigt)
als Maske P-Ionen auf der N-Si-Epitaxialschicht 3 implantiert, wird eine Wärme
behandlung durchgeführt, zum Beispiel 30 Minuten lang bei 1000°C in einer
N₂-Atmosphäre, und wird in einer gewünschten Position ein Kathodenherausführ
bereich 4 gebildet.
Wie in Fig. 4B gezeigt, wird als nächstes unter Verwendung einer SiO₂-Schicht 13
als Maske die N-Si-Epitaxialschicht 3 geätzt und wird eine Fotodetektor-Höhlung
14 mit einer Tiefe von 3 bis 4 µm gebildet. Als nächstes werden auf der Innen
wand der Fotodetektor-Höhlung 14 P-Ionen schräg implantiert, und zwar unter den
Bedingungen, daß beispielsweise der Einfallswinkel 45° beträgt, die Beschleuni
gungsenergie 30 keV beträgt und die Dosis 1×10¹³ cm-2 beträgt, und danach wird
eine 30 Minuten lange Wärmebehandlung bei 1000°C in einer N₂-Atmosphäre
durchgeführt, wodurch man eine N-Si-Diffusionsschicht 5 erhält. In diesem Fall ist
es günstig, wenn die N-Si-Diffusionsschicht 5 mit dem N-Si-Kathodenherausführ
bereich 4 und der vergrabenen N⁺-Si-Schicht 2 elektrisch in Kontakt steht.
Als nächstes kann durch Ablagern einer SiO₂-Schicht auf der gesamten Seiten
fläche der Fotodetektor-Höhlung 14 und Rückätzen der abgelagerten Schicht, um
eine Seitenwand-Oxidschicht 6 zu bilden, die in Fig. 5A gezeigte Struktur erhalten
werden. Wie in Fig. 5B gezeigt, werden dann durch selektives epitaxiales
Aufwachsen auf der auf der Unterseite der Fotodetektor-Höhlung 14 freiliegenden
N-Si-Diffusionsschicht 5 eine Si/SiGe-Supergitterschicht 7 und eine P⁺-Si-Kontakt
schicht 8 aufgewachsen. Nach Aufwachsen einer SiO₂-Schicht 13 auf einer
Oberseite werden ferner in einem Bereich, unter dem Kathodenkontakte 10 und
Anodenkontakte 11 gebildet werden, Löcher gebildet und werden Al-Elektroden 12
gebildet, die durch diese Löcher hindurchgehen. Durch diesen Prozeß kann der
Fotodetektor hergestellt werden.
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen wird nun der Betrieb der Fotodiode er
läutert. Wie oben erwähnt, muß die Dicke der Lichtabsorptionsschicht vergrößert
werden, um die Lichtempfindlichkeit der Fotodiode zu vergrößern. Bei der konven
tionellen Fotodiode wird dementsprechend der Abstand vom N-Si-Kathodenheraus
führbereich 4 zur vergrabenen N⁺-Si-Schicht 2 größer, wie in Fig. 1B gezeigt, und
die Fremdatomkonzentration der N-Si-Epitaxialschicht 3 ist niedrig, weshalb der
Widerstand einer Kathodenschaltung in der konventionellen Fotodiode größer wird.
Wie in Fig. 3B gezeigt, wird andererseits bei der erfindungsgemäßen Fotodiode die
Si/SiGe-Supergitterschicht 7, die als Lichtabsorptionsschicht dient, aufeinanderfol
gend durch selektives epitaxiales Aufwachsen in der Fotodioden-Höhlung gebildet,
die in der N-Si-Epitaxialschicht 3 gebildet wird, die über die vergrabene
N⁺-Si-Schicht 2 auf dem Si-Substrat 1 aufgewachsen wird, und die N-Si-Diffusions
schicht 5 wird auf der Unterseite und rings um die Seitenwand der Fotodetektor-Höhlung
gebildet und dient als Teil eines Kathodenherausführbereiches. Da die
N-Si-Diffusionsschicht 5 mit höherer Fremdatomkonzentration als die N-Si-Epitaxial
schicht 3 gebildet werden kann und ein in der Lichtabsorptionsschicht erzeugter
Strom über die vergrabene N⁺-Si-Schicht 2 und die N-Si-Diffusionsschicht 5 in den
N-Si-Kathodenherausführbereich 4 fließt, kann der Widerstand einer Kathoden
schaltung stark verringert werden. Dementsprechend wird die Zeitkonstante der
Lichtdetektion verkleinert, und es kann ein schnelles Lichtansprechverhalten der
Fotodiode erzielt werden.
Der Prozeß zur Herstellung der erfindungsgemäßen Fotodiode ist sehr viel ein
facher als für den in Fig. 2A bis 2B gezeigten konventionellen Fotodetektor, da die
N-Si-Epitaxialschicht gemäß der Erfindung auf einmal aufgewachsen werden kann,
während die zwei N-Si-Epitaxialschichten in dem konventionellen Fotodetektor
aufeinanderfolgend aufgewachsen werden müssen, und die
N⁺-Si-Diffusions-Zwischenschicht 24 wird unnötig.
Bei dem erfindungsgemäßen Fotodetektor kann die N-Si-Diffusionsschicht 5 unab
hängig von der Tiefe der Fotodetektor-Höhlung in Selbstausrichtung gebildet wer
den, weshalb die Tiefe der Lichtabsorptionsschicht nach Belieben gewählt werden
kann und die Konstruktionsfreiheit erhöht werden kann.
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen wird nun eine weitere bevorzugte Ausfüh
rungsform eines Verfahrens zur Herstellung der Fotodiode beschrieben. Der Unter
schied zwischen den beiden Verfahren liegt in der Herstellung des Fotodetektors.
Die Draufsicht und die Querschnittsansicht des gemäß der weiteren Ausführungs
form hergestellten Fotodetektors sind in Fig. 3A bzw. 3B gezeigt. Die weitere Aus
führungsform wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 6A bis 7B beschrieben. Wie in
Fig. 6A gezeigt, wird zuerst eine vergrabene N⁺-Si-Schicht 2 auf einem Si-Substrat
1 gebildet, und darauf wird eine N-Si-Epitaxialschicht 3 mit einer Dicke von unge
fähr 3 bis 5 µm aufgewachsen. Als nächstes werden unter Verwendung eines Fo
toresists (nicht gezeigt) als Maske P-Ionen implantiert, wird eine 30 Minuten lange
Wärmebehandlung bei 1000°C in einer N₂-Atmosphäre durchgeführt und wird ein
N-Si-Kathodenherausführbereich 4 gebildet.
Wie in Fig. 6B gezeigt, wird als anschließend unter Verwendung einer SiO₂-Schicht
13 als Maske die N-Si-Epitaxialschicht 3 geätzt und wird eine Fotodetektor-Höh
lung 14 mit einer Tiefe von 3 bis 4 µm gebildet. Nach Bildung einer SiO₂-Auftrags
schicht 15, die auf der gesamten Oberfläche As in hoher Konzentration enthält,
wird eine 30 Minuten lange Wärmebehandlung bei 1000°C in der N₂-Atmosphäre
durchgeführt und wird eine N-Si-Diffusionsschicht 5 gebildet. Bei diesem Prozeß ist
es günstig, wenn die N-Si-Diffusionsschicht 5 elektrisch mit dem N-Si-Kathoden
herausführbereich 4 und der vergrabenen N⁺-Si-Schicht 2 verbunden wird.
Nach Entfernen der SiO₂-Auftragsschicht 15 und Ablagern einer SiO₂-Schicht auf
der gesamten Oberfläche wird auf der Seitenwand der Fotodetektor-Höhlung 14
durch Rückätzen eine Seitenwand-Oxidschicht 6 gebildet, wie in Fig. 7A gezeigt.
Wie in Fig. 7B gezeigt, werden als nächstes durch selektives epitaxiales Aufwach
sen auf der auf der Unterseite der Fotodetektor-Höhlung 14 freiliegenden N-Si-Dif
fusionsschicht 5 eine Si/SiGe-Supergitterschicht 7 und eine P⁺-Si-Kontaktschicht
8 aufgewachsen. Danach wird obenauf eine SiO₂-Schicht 9 aufgewachsen, und
auf einem Bereich, unter dem Kathodenkontakte 10 und Anodenkontakte 11 gebil
det werden, werden Al-Elektroden 12 gebildet. Durch diesen Prozeß wird ein in
Fig. 3A und 3B gezeigter Fotodetektor hergestellt.
Da in der weiteren bevorzugten Ausführungsform die N-Si-Diffusionsschicht durch
Diffusion von Silizium aus der SiO₂-Auftragsschicht 15 gebildet wird, ist die
Steuerbarkeit des Prozesses in der Tiefenrichtung weniger zufriedenstellend. Da es
jedoch wenig durch Ionenimplantation auf der Oberfläche des bearbeiteten Sub
strates verursachte Schäden gibt, ist der ungünstige Einfluß auf das selektive
epitaxiale Aufwachsen der Lichtabsorptionsschicht gering, was einen Hauptunter
schied zwischen den beiden Ausführungsformen zur Herstellung des Fotodetektors
ausmacht.
Wie oben erwähnt, ist der erste Vorteil der Erfindung, daß der elektrische Wider
stand der Kathodenschaltung verringert werden kann und ein schnelles Lichtan
sprechverhalten erzielt werden kann, selbst wenn die Tiefe der Lichtabsorptions
schicht vergrößert wird, um die Lichtempfindlichkeit zu verbessern. Der Grund
dafür ist, daß die N-Si-Diffusionsschicht auf der Unterseite und rings um die Sei
tenwand der Höhlung zur Bildung des Fotodetektors vorgesehen ist, wodurch der
Strom durch die N-Si-Diffusionsschicht mit höherer Fremdatomkonzentration und
nicht durch die N-Si-Epitaxialschicht in die Kathode fließt.
Der zweite Vorteil ist, daß der Herstellungsprozeß vereinfacht werden kann, da die
zwischen dem Kathodenherausführbereich und der vergrabenen Schicht einzufü
gende Zwischenschicht unnötig wird. Der Grund dafür ist, daß die N-Si-Diffusions
schicht rings um die Seitenwand der Fotodetektor-Höhlung leicht und zusammen
hängend gebildet werden kann, wobei sie sich von der Oberseite des bearbeiteten
Substrates bis zur Unterseite der Fotodetektor-Höhlung erstreckt.
Der dritte Vorteil ist, daß der elektrische Widerstand der Kathodenschaltung verrin
gert werden kann und die Konstruktionsfreiheit vergrößert wird, selbst wenn die
Tiefe der Lichtabsorptionsschicht des Fotodetektors nach Belieben gewählt wird.
Der Grund dafür ist, daß die N-Si-Diffusionsschicht in Selbstausrichtung auf der
Unterseite und rings um die Seitenwand der Fotodetektor-Höhlung gebildet werden
kann, nachdem die Fotodetektor-Höhlung gebildet worden ist.
Zur vollständigen und deutlichen Offenbarung wurde die Erfindung zwar anhand
von speziellen Ausführungsformen beschrieben, die Patentansprüche sind aber
nicht darauf beschränkt, sondern so auszulegen, daß sie sämtliche Modifizierungen
und alternativen Gestaltungen verkörpern, die sich dem Fachmann erschließen und
klar unter die hier dargelegte elementare Lehre fallen.
Claims (11)
1. Fotodetektor, hergestellt in einer ebenen Struktur auf einer Epitaxialschicht von
einem zweiten Leitfähigkeitstyp, gekennzeichnet durch:
eine in der Epitaxialschicht gebildete Höhlung, die von einer Seitenwand-Oxid schicht umgeben ist,
eine Lichtabsorptionsschicht und eine Kontaktschicht von einem ersten Leitfähig keitstyp, die beide aufeinanderfolgend parallel zu der Epitaxialschicht innerhalb der Höhlung aufgewachsen sind,
eine erste Diffusionsschicht von einem zweiten Leitfähigkeitstyp, die auf einer Unterseite der Höhlung gebildet ist,
eine zweite Diffusionsschicht von einem zweiten Leitfähigkeitstyp, welche die Seitenwand-Oxidschicht umgibt und sich von einer Oberseite der Epitaxialschicht bis zur ersten Diffusionsschicht erstreckt, und
einen Herausführbereich von einem zweiten Leitfähigkeitstyp mit hoher Fremd atomkonzentration, der elektrisch mit der ganzen zweiten Diffusionsschicht oder einem Teil davon verbunden ist.
eine in der Epitaxialschicht gebildete Höhlung, die von einer Seitenwand-Oxid schicht umgeben ist,
eine Lichtabsorptionsschicht und eine Kontaktschicht von einem ersten Leitfähig keitstyp, die beide aufeinanderfolgend parallel zu der Epitaxialschicht innerhalb der Höhlung aufgewachsen sind,
eine erste Diffusionsschicht von einem zweiten Leitfähigkeitstyp, die auf einer Unterseite der Höhlung gebildet ist,
eine zweite Diffusionsschicht von einem zweiten Leitfähigkeitstyp, welche die Seitenwand-Oxidschicht umgibt und sich von einer Oberseite der Epitaxialschicht bis zur ersten Diffusionsschicht erstreckt, und
einen Herausführbereich von einem zweiten Leitfähigkeitstyp mit hoher Fremd atomkonzentration, der elektrisch mit der ganzen zweiten Diffusionsschicht oder einem Teil davon verbunden ist.
2. Fotodetektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er eine vergrabene
Schicht von einem zweiten Leitfähigkeitstyp aufweist, die direkt unter der ersten
Diffusionsschicht und der Epitaxialschicht gebildet ist.
3. Fotodetektor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die vergrabene
Schicht auf einem Halbleitersubstrat aufgewachsen ist.
4. Fotodetektor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Halbleiter
substrat ein Siliziumsubstrat ist.
5. Fotodetektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtabsorp
tionsschicht aus einer Si/SiGe-Supergitterschicht besteht.
6. Fotodetektor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Leit
fähigkeitstyp P-Leitung ist und der zweite Leitfähigkeitstyp N-Leitung ist.
7. Fotodetektor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Leit
fähigkeitstyp N-Leitung ist und der zweite Leitfähigkeitstyp P-Leitung ist.
8. Fotodetektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Fremdatom
konzentration der ersten Diffusionsschicht größer als 10¹⁷ cm-3 ist.
9. Fotodetektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Fremdatom
konzentration der zweiten Diffusionsschicht größer als 10¹⁷ cm-3 ist.
10. Verfahren zur Herstellung eines Fotodetektors, gekennzeichnet durch:
Bilden einer vergrabenen Schicht von einem zweiten Leitfähigkeitstyp mit hoher Fremdatomkonzentration auf einem Halbleitersubstrat von einem ersten Leitfähig keitstyp,
Aufwachsen einer Epitaxialschicht von einem zweiten Leitfähigkeitstyp auf der vergrabenen Schicht,
Bilden eines Herausführbereiches auf der Epitaxialschicht durch Ionenimplantation,
Bilden einer Höhlung auf der Epitaxialschicht durch Ätzen,
Bilden einer ersten und einer zweiten Diffusionsschicht auf einer Innenseite der Höhlung durch schräge Ionenimplantation und nachfolgende Wärmebehandlung,
Bilden einer Isolatorschicht über einer Seitenwand der Höhlung,
selektives Aufwachsen einer Lichtabsorptionsschicht und einer Kontaktschicht von einem ersten Leitfähigkeitstyp innerhalb der Höhlung,
Bilden einer Isolatorschicht auf einer Oberseite eines bearbeiteten Substrates,
Bilden von Löchern für einen Zugang zu Kathoden- und Anodenkontakten, und Bilden von in die Löcher passenden Elektroden.
Bilden einer vergrabenen Schicht von einem zweiten Leitfähigkeitstyp mit hoher Fremdatomkonzentration auf einem Halbleitersubstrat von einem ersten Leitfähig keitstyp,
Aufwachsen einer Epitaxialschicht von einem zweiten Leitfähigkeitstyp auf der vergrabenen Schicht,
Bilden eines Herausführbereiches auf der Epitaxialschicht durch Ionenimplantation,
Bilden einer Höhlung auf der Epitaxialschicht durch Ätzen,
Bilden einer ersten und einer zweiten Diffusionsschicht auf einer Innenseite der Höhlung durch schräge Ionenimplantation und nachfolgende Wärmebehandlung,
Bilden einer Isolatorschicht über einer Seitenwand der Höhlung,
selektives Aufwachsen einer Lichtabsorptionsschicht und einer Kontaktschicht von einem ersten Leitfähigkeitstyp innerhalb der Höhlung,
Bilden einer Isolatorschicht auf einer Oberseite eines bearbeiteten Substrates,
Bilden von Löchern für einen Zugang zu Kathoden- und Anodenkontakten, und Bilden von in die Löcher passenden Elektroden.
11. Verfahren zur Herstellung eines Fotodetektors, gekennzeichnet durch:
Bilden einer vergrabenen Schicht von einem zweiten Leitfähigkeitstyp mit hoher Fremdatomkonzentration auf einem Halbleitersubstrat von einem ersten Leitfähig keitstyp,
Aufwachsen einer Epitaxialschicht von einem zweiten Leitfähigkeitstyp auf der vergrabenen Schicht,
Bilden eines Herausführbereiches auf der Epitaxialschicht durch Ionenimplantation,
Bilden einer Höhlung auf der Epitaxialschicht durch Ätzen,
Auftragen einer ersten Auftragsschicht, die Arsenat III enthält, auf eine Innenseite der Höhlung und Bilden einer ersten und einer zweiten Diffusionsschicht darauf durch nachfolgende Wärmebehandlung,
Bilden einer Isolatorschicht auf einer Seitenwand der Höhlung,
selektives Aufwachsen einer Lichtabsorptionsschicht und einer Kontaktschicht von einem ersten Leitfähigkeitstyp innerhalb der Höhlung,
Bilden einer Isolatorschicht auf einer Oberseite eines bearbeiteten Substrates,
Herstellen von Löchern für einen Zugang zu Kathoden- und Anodenkontakten, und Bilden von in die Löcher passenden Elektroden.
Bilden einer vergrabenen Schicht von einem zweiten Leitfähigkeitstyp mit hoher Fremdatomkonzentration auf einem Halbleitersubstrat von einem ersten Leitfähig keitstyp,
Aufwachsen einer Epitaxialschicht von einem zweiten Leitfähigkeitstyp auf der vergrabenen Schicht,
Bilden eines Herausführbereiches auf der Epitaxialschicht durch Ionenimplantation,
Bilden einer Höhlung auf der Epitaxialschicht durch Ätzen,
Auftragen einer ersten Auftragsschicht, die Arsenat III enthält, auf eine Innenseite der Höhlung und Bilden einer ersten und einer zweiten Diffusionsschicht darauf durch nachfolgende Wärmebehandlung,
Bilden einer Isolatorschicht auf einer Seitenwand der Höhlung,
selektives Aufwachsen einer Lichtabsorptionsschicht und einer Kontaktschicht von einem ersten Leitfähigkeitstyp innerhalb der Höhlung,
Bilden einer Isolatorschicht auf einer Oberseite eines bearbeiteten Substrates,
Herstellen von Löchern für einen Zugang zu Kathoden- und Anodenkontakten, und Bilden von in die Löcher passenden Elektroden.
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Families Citing this family (26)
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|---|---|---|---|---|
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| DE19714054A1 (de) * | 1997-04-05 | 1998-10-08 | Daimler Benz Ag | SiGe-Photodetektor mit hohem Wirkungsgrad |
| US6625367B2 (en) * | 2000-08-21 | 2003-09-23 | Triquint Technology Holding Co. | Optoelectronic device having a P-contact and an N-contact located over a same side of a substrate and a method of manufacture therefor |
| JP3910817B2 (ja) * | 2000-12-19 | 2007-04-25 | ユーディナデバイス株式会社 | 半導体受光装置 |
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| KR20060033721A (ko) * | 2003-05-29 | 2006-04-19 | 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 | 내장형 도파관 검출기 |
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| US20050214964A1 (en) * | 2003-10-07 | 2005-09-29 | Applied Materials, Inc. Patent Counsel, Legal Affairs Dept. | Sige super lattice optical detectors |
| US7205624B2 (en) * | 2003-10-07 | 2007-04-17 | Applied Materials, Inc. | Self-aligned implanted waveguide detector |
| JP2006133723A (ja) * | 2004-10-08 | 2006-05-25 | Sony Corp | 光導波モジュール及び光・電気複合デバイス、並びにこれらの製造方法 |
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| WO2010028177A1 (en) * | 2008-09-03 | 2010-03-11 | Sionyx, Inc. | High sensitivity photodetectors, imaging arrays, and high efficiency photovoltaic devices produced using ion implantation and femtosecond laser irradiation |
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| US9201124B2 (en) * | 2011-07-14 | 2015-12-01 | National Semiconductor Corporation | Die-sized atomic magnetometer and method of forming the magnetometer |
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