DE2524769A1 - Photodiode - Google Patents
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Description
PHN 7585 18.5..1975
,-::.:,<
;.■,-■. . '- KLAM/FK/VA
·-.. PHIT- 7565
3. Juni 1975
3. Juni 1975
"Photodiode"
Die Erfindung bezieht sich auf eine Photodiode, die einen Halbleiterkörper mit durch einen pn-Uebergang
voneinander getrennten Gebieten entgegengesetzter Leitfähigkeitstypen enthält., von denen wenigstens
ein Gebiet mit einer antireflektierenden Schicht versehen
ist.
In Photodioden der genannten Art kann das Material für den Halbleiterkörper entsprechend den der
Photodiode gestellten Anforderungen und unabhängig von
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- 2, - ■ PHN 7585
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252A769
dem Material der antir«flektierenden Schicht gewählt
werden. Dies im Gegensatz zu Photodioden, bei denen die
antireflektierende Schicht ein Gebiet des Halbleiterkörpers bildet.
Photodioden der eingangs genannten Art
können als solche, aber z.B. auch als Lawinenphotodiode
oder als Sonnenzelle Verwendet werden.
Die in der Photodiode verwendete antireflektierende Schicht besteht oft aus isolierenden Verbindungen,
wie Siliciummono- oder -dioxid, wodurch die Herstellung verhältnismässig kompliziert ist. Diese Herstellung
umfasst z.B. eine Photoätzbehandlung einer auf dem Gebiet angebrachten antireflektierenden Schicht zum
Freilegen zu kontaktierender Teile des Gebietes und anschliessende
Schritte zum Anbringen einer Metallschicht, die einer Photoätzbehandlung unterworfen werden muss,
um metallische Kontakte zu erhalten. Die Ausrichtschritte der beiden Photoätzbehandlungen müssen genau aufeina-tder
abgestimmt sein.
Die Erfindung bezweckt, u.a., eine Bauart für eine Photodiode zu schaffen, deren Herstellung einfacher
als für die obenbeschriebene Diode ist.
Ihr liegt die Erkenntnis zugrunde, dass
eine viel einfachere Herstellung möglich ist, wenn die antireflektierende Schicht auch elektrisch gut leitend
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- 3 - PHN 7585
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Die eingangs erwähnte Photodiode ist nach
der Erfindung daher dadurch gekennzeichnet, dass die antireflektierende
Schicht, aus mit Zinn dotiertem Indiumoxid besteht und mit dem einen Gebiet eine ohmsche Verbindung
bildet.
Die Photodiode nach der Erfindung kann auf viel einfachere Weise als die obenbeschriebene Diode
hergestellt werden. Eine mit Zinn dotierte Indiumoxidschicht kann einen Widerstand aufweisen, der den des Gebietes
unterschreitet, auf dem ein ohmscher Kontakt gebildet wird. Auf dieser Schicht braucht kein Photoätzschritt zur
Kontaktierung des Gebietes durchgeführt zu werden.
Das eine Gebiet weist z.B. einen Quadratwiderstand von 30 bis 40 „fL- auf. Wenn der Quadratwiderstand
der Indiumoxidschicht z.B. 20-A- ist, kann ein metallischer
Kontakt geringen Flächeninhalts auf der Indiumoxidschicht angebracht und der Flächeninhalt des
einen Gebietes optimal ausgenutzt werden.
Niedrige Quadratwiderstände werden insbesondere erhalten, wenn der Zinngehalt der Indiumoxidschicht,
in dem Gewichtsverhältnis von Zinn zu Indium ausgedrückt, zwischen 0,01 und 0,05 und vorzugsweise zwischen
0,015 und 0,035 liegt.
Die Reflexion derartiger Schichten mit z.B.
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- k - ■ PHN 7585
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einem Quadratwiderstand ' von 20 JTL beträgt 2$>.
Vorzugsweise ist ein metallischer Kontakt
für die Indiumoxidschient von dieser Schicht durch eine
Wismutoxidschicht getrennt.
Durch das Vorhandensein der Wismutoxidschicht
wird eine besonders gute Haftung zwischen der Indiumoxidschicht und dem metallischen Kontakt erzielt.
Die Wismutoxidschicht kann dünn, vorzugsweise weniger als 5OO α dick sein und übt keinen nachteiligen
Einfluss auf den Widerstand des Kontaktes aus.
Bei Anwendung einer Wismutoxidschicht braucht zum Erhalten des metallischen Kontaktes keine Metallschicht
aufgedampft und braucht darin nicht z.B. durch eine Photoätzbehandlung ein Muster angebracht zu werden,
sondern ist vorzugsweise die Wismutoxidschicht durch Thermokompression
mit einem metallischen Kontakt aus Gold versehen.
Das eine Gebiet kann auf übliche Weise, z.B. durch Diffusion, vorzugsweise aber durch Ionenimplantation
oder Epitaxie, erhalten werden, wobei die Lebensdauer von Minoritätsladungsträgern nicht in erheblichem
Masse abnimmt.
Bei einem Verfahren zur Herstellung einer
Photodiode nach der Erfindung wird die Indiumoxidschicht
vorzugsweise unter herabgesetztem Sauerstoffdruck aus ge-
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5 - ΡΠΝ 7585
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trennten Indium- und Zinnquellen auf das eine Gebiet aufgedampft.
Vorzugsweise wird die Indiuinoxidschicht
mit einer Wismutoxidscliicht versehen, die durch Thermokompression
mit einem Golddraht kontaktiert wird.
Die Erfindung wird an Hand eines Beispiels
und der beiliegenden Zeichnung näher erläutert, die schematisch einen Schnitt durch einen Teil einer Photodiode
nach der Erfindung zeigt.
In der Figur ist ein Halbleiterkörper 1
aus Silicium einer Photodiode dargestellt. Der Halbleiterkörper
1 enthält Gebiete 2 und 3 entgegengesetzter LeitfähigkeitstypoT, die durch einen pn-Uebergang h voneinander
getrennt sind. Ein Gebiet, und zwar das Gebiet 2, ist mit einer antireflektierenden Schicht 5 versehen.
Nach der Erfindung besteht die antireflektierende Schicht 5 aus einem mit Zinn dotierten Indiumoxid,
das mit dem einen Gebiet 2 eine ohmsche Verbindung bildet.
Das Gebiet 3 ist vom p-Leitfähigkeitstyp
und das eine Gebiet 2 vom n-Leitfähigkeitstyp. Der Quadratwiderstand
des einen Gebietes 2 beträgt etwa 30-il-und
der der mit Zinn dotierten Indiumoxidschicht 5 20 J\ .
Das Gewichtsverhältnis von Zinn zu Indium in der Indiumoxidschicht 5 beträgt 0,025·
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- 6 - PIIN 7585
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In der in' der Figur gezeigten Ausfühi"ungsform
erstreckt sich das Gebiet 2 auf einer Seite des Halbleiterkörpers 1 über die ganze Oberfläche und ist
die Indiumoxidschdcht 5 örtlich mit einem metallischen
Kontakt 6 versehen und von diesem Kontakt durch eine Wismutoxidschicht 7 mit einer Dicke von z.B. 100 A getrennt.
Der'metallische Kontakt 6 kann durch Thermokompression
eines Golddrahtes auf der Wismutoxidschicht 7 gebildet sein.
Vorzugsweise wird das eine Gebiet 2 mit Hilfe von Ionenimplantation oder Epitaxie gebildet.
Bei Anwendung von Epitaxie wird auf dem
Gebiet 3> das aus einer 15 um dicken p-leitenden Schicht
auf einem ρ -Substrat 9 besteht, auf übliche Weise das Gebiet 2 mit einer Dicke von 0,5 V™ niedergeschlagen.
Dann wird das Gebiet 2 z.B. durch Aufdampfen mit der Indiumoxidschicht 5 und der Wismutoxidschicht
versehen. Anschiiessend wird das Substrat 9 grösstenteils
weggeätzt und mit einer Metallschicht 8 versehen.
Bei der Herstellung karaivon einer Halbleiter-scheibe
ausgegangen werden, in der eine Vielzahl von Photodioden gleichzeitig gebildet werden.
In der Metallschicht 8 auf dem geätzten Substrat 9 werden dann die metallischen Kontakte für die
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- 7 - PHN 7585
18.5.1975
einzelnen Dioden gebildet, wobei diese Kontakte zugleich als Maske für die Aetzung der Halbleiterscheibe in gesonderte
Dioden dienen. Es leuchtet ein, dass dabei keine besonderen Ausrichtschritte erforderlich sind, weil danach
die metallischen Kontakte 6 durch Thermokompression auf der Wismutoxidschicht 7 gebildet werden.
Die Indiumoxidschicht wird vorzugsweise
durch Aufdampfen unter herabgesetztem Sauerstoffdruck,
-h
z.B. 5 · 10 mm Quecksilbersäule, aus getrennten Indium- und Zinnquellen aufgebracht. Die Indiumoxidschicht 5 weist eine Dicke von z.B. 0,12 um und einen spezifischen Widerstand von 2,h . 10 U\ ·cm auf.
z.B. 5 · 10 mm Quecksilbersäule, aus getrennten Indium- und Zinnquellen aufgebracht. Die Indiumoxidschicht 5 weist eine Dicke von z.B. 0,12 um und einen spezifischen Widerstand von 2,h . 10 U\ ·cm auf.
Es versteht sich, dass sich die Erfindung nicht auf das obenbeschriebene Beispiel beschränkt,
sondern dass im Rahmen der Erfindung für den Fachmann viele Abarten möglich sind.
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Claims (1)
- - 8 τ . PHN 758318.5.1975PATENTANSPHUECIIE:Λ .J Photodiode, die einen Halbleiterkörper mitdurch einen pn-Uebergang voneinander getrennten Gebieten entgegengesetzter Leitfähigkeitstypen enthält, von denen mindestens ein Gebiet mit einer antireflektierenden Schicht versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die antireflektxerende Schicht aus mit Zinn dotiertem Indiumoxid besteht und mit dem einen Gebiet eine dimsche Verbindung bildet.2. . Photodiode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ziimgehalt der Indiuinoxidschicht, in dem Gewichtsverhältnis von Zinn zu. Indium ausgedrückt, zwischen 0,01 und 0,05 liegt.3. Photodiode nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ziimgehalt zwischen 0,015 und 0,035 liegt.k. Photodiode nach einem der vorhergehendenAnsprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein metallischer Kontakt für die Indiumoxidschicht von dieser Schicht durch eine Wismutoxidschicht getrennt ist.5. Photodiode nach Anspruch k, dadurch gekennzeichnet, dass die Wismutoxidschicht dünner als 500 A ist.6. Photodiode nach Anspruch k oder 5> dadurch gekennzeichnet,' dass die Wismutoxidschicht durch Thermokompression mit einem metallischen Kontakt aus Gold versehen ist. 5 0 9 8 8 1/03377. Verfahren zur Herste] lung oilier Photodiode- 9 - PHN 758518.5.1975nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das eine Gebiet durch Ionenimplantation oder Epitaxie gebildet wird.8. Verfahren zur Herstellung einer Photodiode nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Indiumoxidschicht aus getrennten Indium- und Zinnquellen unter herabgesetztem Sauerstoffdi'uck auf das eine Gebiet aufgedampft wird. 9· Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Indiumoxidschicht mit einer Wismutoxidschicht versehen wird, die durch Thermokompression mit einem Golddraht kontaktiert wird.509881 /0337Leerseite
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