ES2963420T3

ES2963420T3 - Elemento de fotodetección semiconductor de tipo incidente en la superficie posterior

Info

Publication number: ES2963420T3
Application number: ES19787770T
Authority: ES
Inventors: Tomoya Taguchi; Yuki Yoshida; Katsumi Shibayama
Original assignee: Hamamatsu Photonics KK
Current assignee: Hamamatsu Photonics KK
Priority date: 2018-04-16
Filing date: 2019-04-11
Publication date: 2024-03-27
Anticipated expiration: 2039-04-11
Also published as: US20210118921A1; EP3783673A1; JP7433393B2; EP3783673B1; JP2019186480A; JP2022174306A; CN111989785A; EP3783673A4; JP2024036539A; EP4254516A2; WO2019203118A1; EP4254516A3; JP7148261B2

Abstract

Un sustrato semiconductor (11) tiene una primera superficie principal (11a) y una segunda superficie principal (11b) opuestas entre sí. El sustrato semiconductor (11) tiene: una primera región semiconductora (13) de un primer tipo eléctricamente conductor; y una pluralidad de segundas regiones semiconductoras (15) de un segundo tipo eléctricamente conductor que configura una unión pn con la primera región semiconductora (13). El sustrato semiconductor (11) comprende la pluralidad de segundas regiones semiconductoras (15) en el lado de la segunda superficie principal (11b). Cada una de la pluralidad de segundas regiones semiconductoras (15) tiene: una primera región (17) que tiene una superficie texturizada (TS); y una segunda región (19) sobre la cual se coloca un electrodo de choque (35). Un espesor (TH1) de la primera región (17) en la posición más profunda de las cavidades de la superficie texturizada (TS) es menor que un intervalo (D1) entre la superficie de la segunda región (19) y la posición más profunda en la dirección del espesor del sustrato semiconductor (11). La primera superficie principal (11a) es la superficie que incide la luz sobre el sustrato semiconductor (11). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Elemento de fotodetección semiconductor de tipo incidente en la superficie posterior

Campo técnico

La presente invención se refiere a un fotodetector semiconductor retroiluminado.

Antecedentes de la técnica

Los fotodetectores semiconductores retroiluminados conocidos que incluyen un sustrato semiconductor que incluye una primera superficie principal y una segunda superficie principal opuestas entre sí (véase Bibliografías de Patente 1 y 2, por ejemplo). En un fotodetector semiconductor retroiluminado descrito en la Bibliografía de Patente 2, un sustrato semiconductor incluye una primera región semiconductora de un primer tipo de conductividad y una pluralidad de segundas regiones semiconductoras de un segundo tipo de conductividad. El sustrato semiconductor incluye la pluralidad de segundas regiones semiconductoras en un lado de la segunda superficie principal. Cada una de las segundas regiones semiconductoras constituye una unión pn con la primera región semiconductora. La primera superficie principal es una superficie incidente de luz del sustrato semiconductor. La pluralidad de segundas regiones semiconductoras incluyen una superficie texturizada.

Lista de citas

Bibliografía de patente

Bibliografía de patente 1: Publicación de solicitud de patente estadounidense n.° 2012/0313204

Bibliografía de patente 2: Publicación de la patente japonesa no examinada n.° 2011-023417

Sumario de la invención

Problema técnico

Un objeto de un aspecto de la presente invención es proporcionar un fotodetector semiconductor retroiluminado que mejore aún más las características de sensibilidad espectral en un largo intervalo de longitud de onda. Por ejemplo, el largo intervalo de longitud de onda incluye un intervalo de longitud de onda de infrarrojo cercano.

Solución al problema

Un fotodetector semiconductor retroiluminado de acuerdo con un aspecto de la presente invención incluye un sustrato semiconductor que incluye una primera superficie principal y una segunda superficie principal opuestas entre sí. La primera superficie principal es una superficie incidente de luz del sustrato semiconductor. El sustrato semiconductor incluye una primera región semiconductora de un primer tipo de conductividad y una pluralidad de segundas regiones semiconductoras de un segundo tipo de conductividad. La pluralidad de segundas regiones semiconductoras están dispuestas en un lado de la segunda superficie principal y constituyen uniones pn con la primera región semiconductora. Cada una de la pluralidad de segundas regiones semiconductoras incluye una primera región que incluye una superficie texturizada y una segunda región que no incluye ninguna superficie texturizada. Un espesor de la primera región en la posición más profunda de los rebajes de la superficie texturizada es menor que una distancia entre la superficie de la segunda región y la posición más profunda en la dirección del espesor del sustrato semiconductor.

En el fotodetector semiconductor retroiluminado de acuerdo con un aspecto, la primera región de la segunda región semiconductora incluye la superficie texturizada. La luz en un largo intervalo de longitud de onda tiene un coeficiente de absorción pequeño en comparación con la luz en un corto intervalo de longitud de onda. Por lo tanto, la luz en un largo intervalo de longitud de onda que incide sobre el sustrato semiconductor desde la primera superficie principal viaja en el sustrato semiconductor y alcanza la superficie texturizada. La luz que ha alcanzado la superficie texturizada se refleja o difunde en la superficie texturizada y viaja más en el sustrato semiconductor. La luz en el largo intervalo de longitud de onda viaja una gran distancia dentro del sustrato semiconductor y, por tanto, es absorbida por el sustrato semiconductor. En consecuencia, el único aspecto mejora las características de sensibilidad espectral en el largo intervalo de longitud de onda.

Los portadores generados debido a la absorción de luz por el sustrato semiconductor pueden recombinarse en la segunda región semiconductora. Los portadores recombinados en la segunda región semiconductora no contribuyen a la sensibilidad de detección. Por lo tanto, las características de sensibilidad espectral pueden deteriorarse.

La recombinación de portadores en la segunda región semiconductora tiende a ocurrir en una configuración donde el espesor de la segunda región semiconductora es grande en comparación con una configuración donde el espesor de la segunda región semiconductora es pequeño. Es decir, la recombinación de portadores en la segunda región semiconductora tiende a ocurrir en una configuración donde la distancia entre una superficie de la segunda región semiconductora y la unión pn es larga en comparación con una configuración donde la distancia entre la superficie de la segunda región semiconductora y la unión pn es corta.

En un aspecto, un espesor de la primera región en la posición más profunda de los rebajes de la superficie texturizada es menor que una distancia entre la superficie de la segunda región y la posición más profunda en la dirección del espesor del sustrato semiconductor.

En un aspecto, una distancia entre la superficie texturizada y la unión pn es menor que esa distancia en una configuración donde el espesor de la primera región en la posición más profunda de los rebajes de la superficie texturizada es igual o mayor que la distancia entre la superficie de la segunda región y la posición más profunda en la dirección del espesor del sustrato semiconductor. Por lo tanto, la recombinación de portadores generados por la luz que incide sobre el sustrato semiconductor disminuye en la segunda región semiconductora. En consecuencia, el único aspecto mejora además las características de sensibilidad espectral en el largo intervalo de longitud de onda.

En un aspecto, el espesor de la segunda región en la dirección del espesor del sustrato semiconductor puede ser mayor que el espesor de la primera región en la dirección del espesor del sustrato semiconductor.

En un caso donde la tensión actúa sobre el sustrato semiconductor, pueden generarse portadores que no son atribuibles a la incidencia de la luz. Los portadores que no son atribuibles a la incidencia de la luz producen corrientes oscuras. La tensión tiende a actuar sobre la segunda región en comparación con la primera región. Por lo tanto, los portadores que no son atribuibles a la incidencia de la luz tienden a generarse en la segunda región en comparación con la primera región. En la configuración donde el espesor de la segunda región es mayor que el espesor de la primera región, la recombinación de portadores que no son atribuibles a la incidencia de la luz tiende a ocurrir en la segunda región en comparación con una configuración donde el espesor de la segunda región es igual o menor que el espesor de la primera región. Por lo tanto, esta configuración reduce la generación de corrientes oscuras.

El primer aspecto puede incluir un electrodo dispuesto en la segunda región y en contacto con la segunda región.

En esta configuración, el electrodo está en contacto con la segunda región que tiene un espesor mayor que el espesor de la primera región en la dirección del espesor del sustrato semiconductor.

En el caso de que el electrodo y el sustrato semiconductor estén en contacto entre sí, un material que forma el electrodo y un material que forma el sustrato semiconductor están aleados entre sí, de modo que se pueda producir una punta de aleación en el sustrato semiconductor. La punta de aleación que ha alcanzado la unión pn aumenta las corrientes de fuga. En la configuración donde el espesor de la segunda región es mayor que el espesor de la primera región, la punta de aleación tiende a no alcanzar la unión pn en comparación con una configuración donde el espesor de la segunda región es igual o menor que el espesor de la primera región. Por lo tanto, esta configuración reduce el aumento de las corrientes de fuga.

En un aspecto, la superficie texturizada de la primera región puede ubicarse hacia la primera superficie principal en comparación con la superficie de la segunda región en la dirección del espesor del sustrato semiconductor.

En este caso, la tensión tiende a no actuar sobre la primera región. Por lo tanto, la generación de portadores que no son atribuibles a la incidencia de luz se reduce en la primera región. En consecuencia, esta configuración reduce la generación de corrientes oscuras. De acuerdo con la configuración actual, la distancia entre la superficie texturizada y la unión pn se puede reducir aún más cuando la superficie texturizada se forma en la segunda región semiconductora, por ejemplo. Por lo tanto, la presente configuración puede mejorar aún además las características de sensibilidad espectral en el largo intervalo de longitud de onda.

En un aspecto, una región de borde de la superficie texturizada de la primera región puede ser continua con la superficie de la segunda región y puede estar inclinada en la dirección del espesor del sustrato semiconductor.

En un caso donde la superficie texturizada de la primera región está ubicada hacia la primera superficie principal en comparación con la superficie de la segunda región en la dirección del espesor del sustrato semiconductor, la tensión tiende a actuar más sobre la segunda región. En la configuración donde la región del borde de la superficie texturizada de la primera región está inclinada en la dirección del espesor del sustrato semiconductor, la tensión que actúa sobre la segunda región tiende a dispersarse en comparación con una configuración donde la región del borde de la superficie texturizada de la primera región es paralela a la dirección del espesor del sustrato semiconductor. Por lo tanto, incluso en el caso de que la tensión actúe sobre la segunda región, la concentración de la tensión en la segunda región disminuye. Esta configuración reduce la generación de portadores que no son atribuibles a la incidencia de la luz. En consecuencia, esta configuración reduce la generación de corrientes oscuras.

Efectos ventajosos de la invención

Un aspecto de la presente invención proporciona un fotodetector semiconductor retroiluminado que mejore aún más las características de sensibilidad espectral en un intervalo de longitud de onda largo.

Breve descripción de los dibujos

La Figura 1 es una vista en planta de un fotodetector semiconductor retroiluminado de acuerdo con una realización. La Figura 2 es una vista que ilustra una configuración en sección transversal del fotodetector semiconductor retroiluminado de acuerdo con la presente realización.

La Figura 3 es una vista en planta que ilustra una configuración del fotodetector semiconductor retroiluminado de acuerdo con la presente realización.

La Figura 4 es una imagen SEM de una superficie texturizada observada.

La Figura 5 es una imagen SEM de una superficie texturizada observada.

La Figura 6 es una vista que ilustra una configuración en sección transversal de un píxel.

La Figura 7 es un gráfico que ilustra una distribución de la concentración de impurezas.

La Figura 8 es un diagrama esquemático que ilustra un ejemplo de un proceso de fabricación del fotodetector semiconductor retroiluminado de acuerdo con la presente realización.

La Figura 9 es un diagrama esquemático que ilustra un ejemplo del proceso de fabricación del fotodetector semiconductor retroiluminado de acuerdo con la presente realización.

La Figura 10 es un diagrama esquemático que ilustra un ejemplo del proceso de fabricación del fotodetector semiconductor retroiluminado de acuerdo con la presente realización.

La Figura 11 es una vista que ilustra una configuración en sección transversal de un dispositivo de componente electrónico que incluye el fotodetector semiconductor retroiluminado de acuerdo con la presente realización. La Figura 12 es una vista que ilustra una configuración en sección transversal de un fotodetector semiconductor retroiluminado de acuerdo con una primera modificación de la presente realización.

La Figura 13 es una vista en planta que ilustra una configuración del fotodetector semiconductor retroiluminado de acuerdo con la primera modificación.

La Figura 14 es una vista que ilustra una configuración en sección transversal de un dispositivo de componente electrónico que incluye el fotodetector semiconductor retroiluminado de acuerdo con la primera modificación. La Figura 15 es una vista que ilustra una configuración en sección transversal de un fotodetector semiconductor retroiluminado de acuerdo con una segunda modificación de la presente realización.

La Figura 16 es una vista en planta que ilustra una configuración del fotodetector semiconductor retroiluminado de acuerdo con la segunda modificación.

La Figura 17 es una vista que ilustra una configuración en sección transversal de un fotodetector semiconductor retroiluminado de acuerdo con una tercera modificación de la presente realización.

La Figura 18 es una vista en planta que ilustra una configuración del fotodetector semiconductor retroiluminado de acuerdo con la tercera modificación.

La Figura 19 es una vista en planta que ilustra una configuración de un fotodetector semiconductor retroiluminado de acuerdo con una cuarta modificación de la presente realización.

La Figura 20 es una vista en planta que ilustra una configuración de un fotodetector semiconductor retroiluminado de acuerdo con una quinta modificación de la presente realización.

La Figura 21 es una vista en planta que ilustra una configuración de un fotodetector semiconductor retroiluminado de acuerdo con una sexta modificación de la presente realización.

La Figura 22 es una vista que ilustra una configuración en sección transversal de un fotodetector semiconductor retroiluminado de acuerdo con una séptima modificación de la presente realización.

La Figura 23 es una vista que ilustra una configuración en sección transversal de un píxel.

La Figura 24 es un diagrama esquemático que ilustra un ejemplo de un proceso de fabricación del fotodetector semiconductor retroiluminado de acuerdo con la séptima modificación.

La Figura 25 es un diagrama esquemático que ilustra un ejemplo del proceso de fabricación del fotodetector semiconductor retroiluminado de acuerdo con la séptima modificación.

La Figura 26 es un gráfico que ilustra una distribución de la concentración de impurezas.

Descripción de realización

Las realizaciones de la presente invención se describirán en detalle en lo sucesivo con referencia a los dibujos adjuntos. En la descripción, se utilizan los mismos números de referencia para los mismos elementos o elementos que tienen las mismas funciones, y se omiten las descripciones redundantes con respecto a los mismos.

Con referencia a las Figuras 1 a 6 se describirá una configuración de un fotodetector semiconductor retroiluminado 1 de acuerdo con la presente realización. La Figura 1 es una vista en planta del fotodetector semiconductor retroiluminado de acuerdo con la presente realización. La Figura 2 es una vista que ilustra una configuración en sección transversal del fotodetector semiconductor retroiluminado de acuerdo con la presente realización. La Figura 3 es una vista en planta que ilustra una configuración del fotodetector semiconductor retroiluminado de acuerdo con la presente realización. Cada una de las Figuras 4 y 5 es una imagen SEM de una superficie texturizada observada. La Figura 6 es una vista que ilustra una configuración en sección transversal de un píxel. En la Figura 6, se omite el sombreado para indicar una sección transversal.

Como se ilustra en las Figuras 1 y 2, el fotodetector semiconductor 1 incluye un sustrato semiconductor 11. El sustrato semiconductor 11 es un sustrato de silicio (Si). El sustrato semiconductor 11 incluye una superficie principal 11a y una superficie principal 11b opuestas entre sí. La superficie principal 11a es una superficie incidente de luz del sustrato semiconductor 11. La superficie principal 11a es una superficie posterior y la superficie principal 11b es una superficie frontal. Por ejemplo, el sustrato semiconductor 11 tiene una forma poligonal en una vista en planta. En la presente realización, el sustrato semiconductor 11 tiene una forma rectangular en la vista en planta. Por ejemplo, el sustrato semiconductor 11 tiene un espesor de 150 pm. Por ejemplo, una dirección del espesor del sustrato semiconductor 11 es una dirección paralela a un eje Z. En la presente realización, la dirección del espesor del sustrato semiconductor 11 coincide con una dirección en la que la superficie principal 11a y la superficie principal 11b se oponen entre sí. La dirección del espesor del sustrato semiconductor 11 coincide con una dirección ortogonal al sustrato semiconductor 11, una dirección ortogonal a la superficie principal 11a, y una dirección ortogonal a la superficie principal 11b.

El sustrato semiconductor 11 incluye una región semiconductora 13 de un primer tipo de conductividad, una pluralidad de regiones semiconductoras 15 de un segundo tipo de conductividad y una región semiconductora 16 del primer tipo de conductividad. El sustrato semiconductor 11 incluye la pluralidad de regiones semiconductoras 15 en un lado de la superficie principal 11b. El sustrato semiconductor 11 incluye la pluralidad de regiones semiconductoras 15 proporcionadas en el lado de la superficie principal 11b. El sustrato semiconductor 11 incluye la región semiconductora 16 en un lado de la superficie principal 11a. El sustrato semiconductor 11 incluye la región semiconductora 16 proporcionada en el lado de la superficie principal 11a. La región semiconductora 16 funciona como una capa de acumulación. Por ejemplo, el primer tipo de conductividad es de tipo n. Por ejemplo, el segundo tipo de conductividad es de tipo p. En un caso del sustrato semiconductor 11 hecho de Si, Las impurezas de tipo p incluyen elementos del Grupo 13, por ejemplo, y las impurezas de tipo n incluyen elementos del Grupo 15, por ejemplo. Por ejemplo, las impurezas de tipo p son boro (B). Por ejemplo, las impurezas de tipo n son nitrógeno (N), fósforo (P) o arsénico (As). El primer tipo de conductividad puede ser de tipo p y el segundo tipo de conductividad puede ser de tipo n.

La región semiconductora 13 tiene una baja concentración de impurezas. Las regiones semiconductoras 15 y 16 tienen una alta concentración de impurezas. Las regiones semiconductoras 15 y 16 tienen una mayor concentración de impurezas que la región semiconductora 13. Por ejemplo, la concentración de impurezas de la región semiconductora 13 es 5x1012 cm-3. Por ejemplo, la concentración de impurezas de la región semiconductora 15 es 1 x1019 cm-3. Por ejemplo, la concentración de impurezas de la región semiconductora 16 es 1 x1015 cm-3. Por ejemplo, la región semiconductora 15 tiene un espesor máximo de 5 pm. Por ejemplo, la región semiconductora 16 tiene un espesor de 1 pm.

La pluralidad de regiones semiconductoras 15 están distribuidas bidimensionalmente cuando se observan en una dirección ortogonal al sustrato semiconductor 11. En la presente realización, la pluralidad de regiones semiconductoras 15 están distribuidas en una primera dirección y una segunda dirección ortogonales entre sí. La pluralidad de regiones semiconductoras 15 están distribuidas en M filas por N columnas. Cada uno de M y N es un número entero de 2 o más. Por ejemplo, la primera dirección es una dirección paralela a un eje X. Por ejemplo, la segunda dirección es una dirección paralela a un eje Y. Por ejemplo, cada una de las regiones semiconductoras 15 tiene una forma poligonal cuando se ve en la dirección ortogonal al sustrato semiconductor 11. En la presente realización, cada una de las regiones semiconductoras 15 tiene forma rectangular. Cada una de las regiones semiconductoras 15 puede tener una forma circular cuando se ve en la dirección ortogonal al sustrato semiconductor 11. En la presente realización, la región semiconductora 15 constituye un píxel. El fotodetector semiconductor 1 incluye una pluralidad de píxeles distribuidos bidimensionalmente. La región semiconductora 13 y cada una de las regiones semiconductoras 15 constituyen una unión pn. La unión pn se forma en un límite entre la región semiconductora 13 y cada una de las regiones semiconductoras 15. En cada píxel, una región que incluye la región semiconductora 15 y la unión pn corresponde a una región fotosensible. La forma rectangular incluye una forma con esquinas achaflanadas y una forma con esquinas redondeadas.

El sustrato semiconductor 11 incluye una región semiconductora 14 del primer tipo de conductividad. El sustrato semiconductor 11 incluye la región semiconductora 14 en el lado de la superficie principal 11b. El sustrato semiconductor 11 incluye la región semiconductora 14 proporcionada en el lado de la superficie principal 11b. La región semiconductora 14 tiene forma de marco cuando se ve en la dirección ortogonal a la superficie principal 11b. La región semiconductora 14 se proporciona a lo largo de un borde de la superficie principal 11b de tal forma que rodea la región donde se distribuyen la pluralidad de regiones semiconductoras 15 cuando se observan en la dirección ortogonal a la superficie principal 11b. La región semiconductora 14 funciona como una capa de tope de canal para detener una capa de agotamiento antes de alcanzar una superficie lateral del sustrato semiconductor 11.

Cada una de las regiones semiconductoras 15 incluye una región 17 que incluye una superficie texturizada TS y una región 19 que no incluye la superficie texturizada TS. La superficie texturizada TS es una superficie que incluye finas protuberancias y rebajes como se ilustra en las Figuras 4 y 5. La región 17 es una región donde se forman finas protuberancias y rebajes en la superficie. Toda la superficie de la región 17 incluye finas protuberancias y rebajes. Toda la superficie de la región 17 incluye la superficie texturizada TS. Por ejemplo, la superficie texturizada TS se forma con grabado húmedo. La superficie texturizada TS se puede formar con grabado en seco o irradiación con láser. La región que comprende una superficie constituida por la superficie texturizada TS corresponde a una región texturizada. La superficie texturizada TS ilustrada en la Figura 4 se forma con grabado húmedo. La superficie texturizada TS ilustrada en la Figura 5 se forma con grabado en seco. En la Figura 3, la región correspondiente a la superficie texturizada TS está sombreada para facilitar la comprensión de la región constituida por la superficie texturizada TS.

Las protuberancias y rebajes de la superficie texturizada TS tienen una forma irregular. La irregularidad de las protuberancias y rebajes de la superficie texturizada TS se refiere al menos a un estado donde los intervalos de las partes superiores de las protuberancias y rebajes cambian irregularmente, o a un estado donde las diferencias de altura de las protuberancias y rebajes cambian irregularmente. En la presente realización, los intervalos de las partes superiores de las protuberancias y rebajes cambian irregularmente, y cambian también irregularmente las diferencias de altura de las protuberancias y rebajes. Por ejemplo, un intervalo de las partes superiores de las protuberancias y rebajes de la superficie texturizada T<s>oscila entre 0,1 y 1,0 pm. Por ejemplo, una diferencia de altura de las protuberancias y rebajes de la superficie texturizada TS oscila entre 0,5 y 1,5 pm. Las protuberancias y rebajes de la superficie texturizada TS pueden formarse regularmente.

Como se ilustra en la Figura 3, la región 17 está ubicada dentro de la región 19 cuando se ve en la dirección ortogonal al sustrato semiconductor 11. En la presente realización, un borde completo de la región 17 está rodeado por la región 19 cuando se ve en la dirección ortogonal al sustrato semiconductor 11. La región 19 incluye una superficie plana. La región 19 incluye dos regiones 19a y 19b que son continuas entre sí. La región 19a está ubicada a lo largo del borde de la región semiconductora 15. La región 19b está ubicada en una esquina de la región semiconductora 15. La superficie de la región 19a y la superficie de la región 19b están situadas en el mismo plano. La región 17 tiene una forma producida cortando una porción rectangular de una esquina de la forma rectangular cuando se ve en la dirección ortogonal al sustrato semiconductor 11. Como se ilustra en la Figura 3, la región 17 y la región 19b son adyacentes entre sí en una dirección que cruza la primera dirección y la segunda dirección cuando se ve en la dirección ortogonal al sustrato semiconductor 11.

Como se ilustra en la Figura 6, un espesor TH1 de la región 17 en la posición más profunda de los rebajes de la superficie texturizada TS es menor que la distancia D1 entre la superficie de la región 19 (región 19b) y la posición más profunda en la dirección del espesor del sustrato semiconductor 11. Por ejemplo, la posición más profunda es una posición más profunda de un rebaje más profundo en todos los rebajes. La posición más profunda puede ser una posición más profunda de uno cualquiera de todos los rebajes. La posición más profunda puede ser una posición media de las posiciones más profundas de todos los rebajes.

La concentración de impurezas de la región semiconductora 15 cambia con la profundidad desde la superficie frontal como se ilustra en la Figura 7, por ejemplo. Es decir, la concentración de impurezas de la región semiconductora 15 cambia con la distancia desde la superficie principal 11b en la dirección del espesor del sustrato semiconductor 11, por ejemplo. La Figura 7 es un gráfico que ilustra una distribución de la concentración de impurezas. La distribución de la concentración de impurezas ilustrada en la Figura 7 es una distribución en un caso donde las impurezas se difunden térmicamente debido al siguiente proceso. Se forma la región semiconductora 15 y, posteriormente, se forma la superficie texturizada TS. Después de esto, las impurezas se difunden térmicamente debido a un tratamiento térmico a alta temperatura. Este proceso se describirá a continuación como un proceso de fabricación del fotodetector semiconductor 1 de acuerdo con la presente realización.

La concentración de impurezas de la región semiconductora 15 se mantiene alta hasta una posición de una profundidad predeterminada y disminuye gradualmente desde la posición de la profundidad predeterminada hacia la superficie principal 11a. La región semiconductora 15 incluye una región R1 que está ubicada más cerca de la superficie principal 11b, y una región R2 que está ubicada hacia la superficie principal 11a en comparación a como se ubica la región R1, basándose en la distribución de la concentración de impurezas. La región R1 y la región R2 son continuas entre sí. La región R1 es una región de alta concentración de impurezas. La región R2 es una región de transición donde la concentración de impurezas disminuye gradualmente desde la concentración de impurezas de la región R1. En la presente realización, la profundidad predeterminada es de aproximadamente 3 pm, por ejemplo.

En la presente realización, la posición más profunda de los rebajes de la superficie texturizada TS se encuentra cerca de un límite entre la región R1 y la región R2. Es decir, la posición más profunda está ubicada cerca de una región donde la concentración de impurezas de la región semiconductora 15 comienza a disminuir. En la región 17, una ocupación de la región R2 es mayor que una ocupación de la región R1. La región 17 puede estar constituida únicamente por la región R2.

Por ejemplo, un espesor de la región semiconductora 15 (regiones 17 y 19) se define por una distancia entre la superficie frontal y una profundidad en la que la concentración de impurezas de la región semiconductora 15 se vuelve igual a la concentración de impurezas de la región semiconductora 16. Esta distancia corresponde también a la distancia del sustrato semiconductor 11 en la dirección del espesor. En este caso, el espesor TH1 está definido por una distancia entre la posición más profunda de los rebajes de la superficie texturizada T<s>y la profundidad a la que la concentración de impurezas de la región semiconductora 15 se vuelve igual a la concentración de impurezas de la región semiconductora 16. Por ejemplo, la posición más profunda de los rebajes es una posición más profunda del rebaje más profundo de todos los rebajes. En este caso, el espesor TH1 indica un valor mínimo del espesor de la región 17. Por ejemplo, la posición más profunda de los rebajes puede ser una posición más profunda del rebaje más superficial de todos los rebajes. En este caso, el espesor TH1 indica un valor máximo del espesor de la región 17. Por ejemplo, la posición más profunda de los rebajes puede ser una posición media de las posiciones más profundas de todos los rebajes. En este caso, el espesor TH1 indica un valor medio del espesor de la región 17. Por ejemplo, el espesor TH1 oscila entre 0,1 y 1,0 pm.

Por ejemplo, el espesor de la región semiconductora 15 (regiones 17 y 19) puede definirse por una distancia entre la superficie frontal y una posición donde la región R2 termina en la dirección del espesor del sustrato semiconductor 11. Como se puede ver a partir de la Figura 7, la posición donde termina la región R2 es una posición donde termina la disminución de la concentración de impurezas. En este caso, el espesor TH1 está definido por una distancia entre la posición más profunda de los rebajes de la superficie texturizada TS y la posición donde termina la región R2.

La distancia D1 es una profundidad de los rebajes de la superficie texturizada TS. En un caso donde la posición más profunda es la posición más profunda del rebaje más profundo, la distancia D1 es un valor máximo de las profundidades de los rebajes de la superficie texturizada TS. En un caso donde la posición más profunda es la posición más profunda del rebaje menos profundo, la distancia D1 es un valor mínimo de las profundidades de los rebajes de la superficie texturizada TS. En caso de que la posición más profunda sea la posición media de las posiciones más profundas de todos los rebajes, la distancia D1 es una profundidad media de los rebajes de la superficie texturizada TS. Por ejemplo, la distancia D1 oscila entre 1,0 y 2,5 pm.

El espesor TH2 de la región 19 (región 19b) en la dirección del espesor del sustrato semiconductor 11 es mayor que el espesor TH3 de la región 17 en la dirección del espesor del sustrato semiconductor 11. Por ejemplo, el espesor TH2 es de 5 pm. En la presente realización, el espesor TH2 es también un espesor máximo de la región semiconductora 15.

El espesor TH3 de la región 17 cambia en correspondencia con las protuberancias y rebajes de la superficie texturizada TS. Por ejemplo, el espesor TH3 es un espesor en la posición más profunda de los rebajes de la superficie texturizada TS. En este caso, el espesor TH3 es igual al espesor TH1. Por ejemplo, el espesor t H3 puede ser el espesor en la parte superior de la superficie texturizada TS. Por ejemplo, la parte superior donde se define el espesor TH3 es la parte superior más alta de todas las partes superiores. La parte superior más alta es una parte superior ubicada más cerca de la superficie principal 11b en la dirección del espesor del sustrato semiconductor 11. En este caso, el espesor TH3 indica un espesor máximo de la región 17. Por ejemplo, la parte superior donde se define el espesor TH3 puede ser una parte superior más baja de todas las partes superiores. La parte superior más baja es una parte superior ubicada más cerca de la superficie principal 11a en la dirección del espesor del sustrato semiconductor 11. Por ejemplo, el espesor TH3 puede ser una distancia entre una posición de altura media de los salientes y rebajes de la superficie texturizada TS y la posición donde termina la región R2. Por ejemplo, el espesor TH3 oscila entre 0,1 y 1,5 pm.

La superficie texturizada TS está ubicada hacia la superficie principal 11a en comparación con la superficie de la región 19 (regiones 19a y 19b) en la dirección del espesor del sustrato semiconductor 11. Es decir, la superficie texturizada TS está ubicada hacia la superficie principal 11a en comparación con un plano virtual VP que incluye la superficie de la región 19 (regiones 19a y 19b). La superficie principal 11b está rebajada en la región 17. Un escalón se forma por la superficie texturizada TS y la superficie de la región 19. Una región de borde TSa de la superficie texturizada TS de la región 17 es continua con la superficie de la región 19 (regiones 19a, 19b), y está inclinada en la dirección del espesor del sustrato semiconductor 11. En la presente realización, la región de borde TSa está inclinada de tal forma que el espesor de la región 17 en la región de borde TSa aumenta gradualmente desde la región 17 hacia la región 19.

El fotodetector semiconductor 1 incluye una pluralidad de películas aislantes 21, 23 y 25, una pluralidad de electrodos de almohadilla 31, una pluralidad de UBM (metales bajo relieve) 33 y una pluralidad de electrodos de impacto 35. En la presente realización, el fotodetector semiconductor 1 incluye el electrodo de una almohadilla 31, el UBM 33 y el electrodo de impacto 35 para cada una de las regiones semiconductoras 15. El fotodetector semiconductor 1 incluye un electrodo (no ilustrado) conectado eléctricamente a la región semiconductora 14. El electrodo conectado eléctricamente a la región semiconductora 14 está dispuesto en el lado de la superficie principal 11b.

La película aislante 21 está dispuesta sobre la superficie principal 11a del sustrato semiconductor 11. La película aislante 21 se forma sobre la superficie principal 11a. Por ejemplo, la película aislante 21 es una película de óxido. En la presente realización, la película aislante 21 está hecha de óxido de silicio (SO<2>). Por ejemplo, la película aislante 21 es una película de óxido térmico de silicio. La película aislante 21 puede estar hecha de nitruro de silicio (SiN). En este caso, la película aislante 21 se forma con plasma CVD (deposición química de vapor mejorada con plasma), por ejemplo. La película aislante 21 funciona como una película antirreflectante. Por ejemplo, la película aislante 21 tiene un espesor de 0,1 pm.

La película aislante 23 está dispuesta sobre la superficie principal 11b del sustrato semiconductor 11. La película aislante 23 se forma sobre la superficie principal 11b. Por ejemplo, la película aislante 23 es una película de óxido. En la presente realización, la película aislante 21 está hecha de óxido de silicio. Por ejemplo, la película aislante 23 es una película de óxido térmico de silicio. La película aislante 23 cubre las superficies de las respectivas regiones semiconductoras 15. La película aislante 23 cubre directamente la totalidad de las superficies texturizadas TS. La película aislante 23 está en contacto con la superficie principal 11b (superficies texturizadas TS). La película aislante 23 puede estar hecha de nitruro de silicio. En este caso, la película aislante 23 se forma con baja CVD (deposición química de vapor a baja presión). La película aislante 23 puede estar hecha de óxido de aluminio (AhOs). En este caso, la película aislante 23 se forma con ALD (deposición de capas atómicas). Por ejemplo, la película aislante 23 tiene un espesor de 0,2 pm.

La película aislante 25 está dispuesta sobre la superficie principal 11b del sustrato semiconductor 11. La película aislante 25 se forma sobre la película aislante 23. La película aislante 25 está en contacto con la película aislante 23. Por ejemplo, la película aislante 25 es una película de nitruro. En la presente realización, la película aislante 25 está hecha de nitruro de silicio. La película aislante 23 se encuentra entre el sustrato semiconductor 11 y la película aislante 25. La película aislante 25 está dispuesta indirectamente sobre el sustrato semiconductor 11. La película aislante 25 cubre indirectamente las superficies de las respectivas regiones semiconductoras 15. La película aislante 25 cubre directamente una región incluida en la película aislante 23 y correspondiente a las regiones 17. La película aislante 25 cubre indirectamente la totalidad de las superficies texturizadas TS. La película aislante 25 puede estar hecha de óxido de silicio. En este caso, la película aislante 25 se forma con plasma CVD, por ejemplo. La película aislante 25 funciona como una película de pasivación. Por ejemplo, la película aislante 25 tiene un espesor que oscila entre 0,1 y 0,4 pm.

El electrodo de almohadilla 31 está dispuesto en la región 19. En la presente realización, el electrodo de almohadilla 31 está dispuesto en la región 19b. El electrodo de almohadilla 31 se forma en la región 19b y la película aislante 23. El electrodo de almohadilla 31 está conectado a la región 19b a través de un orificio de contacto H1 formado en la película aislante 23. El electrodo de almohadilla 31 está en contacto con la región 19 y la película aislante 23. El electrodo de almohadilla 31 está dispuesto directamente sobre la región 19b. El electrodo de almohadilla 31 está en contacto con la película aislante 25. La película aislante 25 cubre los bordes periféricos de los electrodos de almohadilla 31. El electrodo de almohadilla 31 está hecho de un material conductor. Por ejemplo, el electrodo de almohadilla 31 está hecho de aluminio (Al). En este caso, el electrodo de almohadilla 31 se forma con pulverización catódica o deposición de vapor.

Como se ilustra en la Figura 3, el electrodo de almohadilla 31 incluye dos regiones de electrodos 31a y 31b. En la presente realización, el electrodo de almohadilla 31 está constituido por las dos regiones de electrodos 31a y 31b. La región de electrodo 31a está dispuesta sobre la región 19. En la presente realización, la región de electrodo 31a está dispuesta sobre la región 19b. La región de electrodo 31a está en contacto con la región 19b. La región de electrodo 31a está dispuesta directamente sobre la región 19b. La región de electrodo 31b está dispuesta sobre al menos una parte de una región incluida en la película aislante 23 y correspondiente a la región 17. La región de electrodo 31b está dispuesta sobre la región 17 de forma que la película aislante 23 se encuentra entre la región 17 y la región de electrodo 31b. La región de electrodo 31b es continua con la región de electrodo 31a. El electrodo de almohadilla 31 se superpone con un límite completo entre la región 17 y la región 19b cuando se ve en la dirección ortogonal al sustrato semiconductor 11. En la presente realización, la región del electrodo 31b se superpone con la región del borde TSa que es continua con la región 19b cuando se ve en la dirección ortogonal al sustrato semiconductor 11. La región de electrodo 31b está dispuesta indirectamente en la región de borde TSa. La Figura 3 no ilustra las películas aislantes 23 y 25.

El UBM 33 está dispuesto en la región 19. En la presente realización, el UBM 33 está dispuesto en la región 19b. El UBM 33 se forma en la región 19b y la película aislante 25. El UBM 33 está conectado al electrodo de almohadilla 31 a través de un orificio de contacto H2 formado en la película aislante 25. El UBM 33 está en contacto con el electrodo de almohadilla 31. El UBM 33 está en contacto con la película aislante 25. El UBM 33 está hecho de un material que tiene una excelente conexión eléctrica y física con los electrodos de impacto 35. Por ejemplo, el UBM 33 es un cuerpo laminado constituido por una capa de titanio (Ti) y una capa de platino (Pt). Por ejemplo, el UBM 33 se forma con deposición de vapor multicapa.

El electrodo de impacto 35 está dispuesto en la región 19. En la presente realización, el electrodo de impacto 35 está dispuesto en la región 19b. El electrodo de impacto 35 se forma en el UBM 33. El electrodo de impacto 35 está en contacto con el UBM 33. El UBM 33 está ubicado entre el electrodo de almohadilla 31 y el electrodo de impacto 35. El electrodo de impacto 35 está dispuesto indirectamente en la región 19. El electrodo de impacto 35 está dispuesto indirectamente sobre el electrodo de almohadilla 31. El electrodo de impacto 35 está conectado eléctricamente a la región 19b (región semiconductora 15) a través del UBM 33 y el electrodo de almohadilla 31. El electrodo de impacto 35 está hecho de un material de soldadura. Por ejemplo, el electrodo de impacto 35 está hecho de indio (In). Por ejemplo, el electrodo de impacto 35 se forma con deposición de vapor.

En el fotodetector semiconductor 1, la región semiconductora 13 se agota por completo debido a la aplicación de un voltaje de polarización. Es decir, una capa de agotamiento que se extiende desde la región semiconductora 15 alcanza la región semiconductora 13. La región semiconductora 13 no necesita estar completamente agotada.

A continuación, con referencia a las Figuras 8 a 10 se describirá un ejemplo de un proceso de fabricación del fotodetector semiconductor 1. Cada una de las Figuras 8 a 10 es un diagrama esquemático que ilustra un ejemplo del proceso de fabricación del fotodetector semiconductor retroiluminado de acuerdo con la presente realización. En las Figuras 8 a 10, se omite el sombreado para indicar una sección transversal.

Como se ilustra en la Figura 8(a), se proporciona el sustrato semiconductor 11 de tipo n. Se forma una película de óxido 51 sobre la superficie principal 11a, mientras que se forma una película de óxido 53 sobre la superficie principal 11b. Por ejemplo, las películas de óxido 51 y 53 se forman debido al calentamiento del sustrato semiconductor 11 en una atmósfera de oxígeno. En un estado ilustrado en la Figura 8(a), el sustrato semiconductor 11 está constituido por la región semiconductora 13 y no incluye las regiones semiconductoras 15 ni la región semiconductora 16.

Como se ilustra en la Figura 8(b), la pluralidad de regiones semiconductoras 15 y la región semiconductora 16 se forman sobre el sustrato semiconductor 11. Al emplear este proceso, el sustrato semiconductor 11 que incluye la región semiconductora 13, la pluralidad de regiones semiconductoras 15 y la región semiconductora 16 se proporciona.

Las regiones semiconductoras 15 se forman de la siguiente forma. Las aberturas 53a se forman en la película de óxido 53 debido al patrón de la película de óxido 53. Las aberturas 53a tienen una forma rectangular. Las impurezas de tipo p se dopan al sustrato semiconductor 11 desde la superficie principal 11b a través de la abertura 53a de la película de óxido 53. Las impurezas de tipo p dopadas se difunden en el sustrato semiconductor 11 debido a un tratamiento térmico a alta temperatura. Las regiones semiconductoras 15 están constituidas por las impurezas de tipo p de alta concentración difundidas desde la superficie principal 11b. Se forma una película de óxido 55 sobre la región semiconductora 15 debido al tratamiento térmico a alta temperatura anterior (véase Figura 8 (c)).

La región semiconductora 16 se forma de la siguiente forma. Las impurezas de tipo n se dopan al sustrato semiconductor 11 desde la superficie principal 11a. Las impurezas de tipo n dopadas se difunden en el sustrato semiconductor 11 debido al tratamiento térmico a alta temperatura anterior. La región semiconductora 16 está constituida por las impurezas de tipo n de alta concentración difundidas desde la superficie principal 11a.

Como se ilustra en la Figura 8(c), los orificios de contacto H1 se forman en la película de óxido 55 debido al patrón de la película de óxido 55. Después de que se forman los orificios de contacto H1, se forma una película de nitruro de silicio 57 sobre las películas de óxido 51 y 55. La película de nitruro de silicio 57 se forma con CVD a baja presión, por ejemplo.

Como se ilustra en la Figura 9(a), la película de nitruro de silicio 57 formada en la película de óxido 55 y la película de óxido 55 están modeladas, y la abertura 59 se forma en la región semiconductora 15 en una posición correspondiente a la región 17. La abertura 59 se forma con grabado en seco, por ejemplo.

Como se ilustra en la Figura 9(b), la superficie texturizada TS se forma en una región incluida en la región semiconductora 15 y expuesta a través de la abertura 59. Por ejemplo, la superficie texturizada TS se forma con grabado en húmedo como se ha descrito anteriormente. En la Figura 9(b) y en las figuras subsiguientes, una región rayada indica una región donde se forma la superficie texturizada TS.

Como se ilustra en la Figura 9(c), se forma una película de óxido 61 en la región incluida en la región semiconductora 15 y expuesta a través de la abertura 59. La película de óxido 61 se forma sobre la superficie texturizada TS. Por ejemplo, la película de óxido 61 se forma debido al calentamiento del sustrato semiconductor 11 en una atmósfera de oxígeno. Las películas de óxido 53 y 61 constituyen la película aislante 23.

Como se ilustra en la Figura 10(a), la película de nitruro de silicio 57 se retira del lado superior de la película de óxido 51 y la película aislante 23 (películas de óxido 53 y 61). La región semiconductora 15 queda expuesta a través del orificio de contacto H1 debido a la eliminación de la película de nitruro de silicio 57. Después de esto, el electrodo de almohadilla 31 está formado en la región incluida en la región semiconductora 15 y expuesto a través del orificio de contacto H1. El electrodo de almohadilla 31 se forma también para ubicarse en una región incluida en la película aislante 23 y ubicada alrededor del orificio de contacto H1. La película de óxido 51 constituye la película aislante 21.

Una vez formada la película aislante 25 sobre la película aislante 23, los orificios de contacto H2 se forman en la película aislante 25 debido al patrón de la película aislante 25 como se ilustra en la Figura 10(b). Una parte del electrodo de almohadilla 31 queda expuesta debido a la formación del orificio de contacto H2.

Como se ilustra en la Figura 10(c), el UBM 33 está formado en una región incluida en el electrodo de almohadilla 31 y expuesta a través del orificio de contacto H2. El UBM 33 también está formado para ubicarse en una región incluida en la película aislante 25 y ubicada alrededor del orificio de contacto H2. Es decir, el UBM 33 también está formado para ser dispuesto indirectamente en la región 19. Después de esto, el electrodo de impacto 35 se forma en el UBM 33. El fotodetector semiconductor 1 se obtiene con estos procesos.

A continuación, una configuración de un dispositivo de componente electrónico ED que incluye el fotodetector semiconductor 1 se describirá con referencia a la Figura 11. La Figura 11 es una vista que ilustra una configuración en sección transversal de un dispositivo de componente electrónico que incluye el fotodetector semiconductor retroiluminado de acuerdo con la presente realización.

El dispositivo de componente electrónico ED incluye el fotodetector semiconductor 1, un componente electrónico EC sobre el que se monta el fotodetector semiconductor 1, y una capa de resina RL. Por ejemplo, el componente electrónico EC incluye una placa de cableado o un ASIC (Circuito Integrado Específico de Aplicación).

El componente electrónico EC incluye una pluralidad de electrodos de almohadilla 71, una pluralidad de UBM 73 y una pluralidad de electrodos de impacto 75. La pluralidad de electrodos de almohadilla 71, la pluralidad de UBM 73 y la pluralidad de electrodos de impacto 75 están dispuestos en posiciones correspondientes a la pluralidad de electrodos de impacto 35 incluidos en el fotodetector semiconductor 1. El fotodetector semiconductor 1 está montado sobre el componente electrónico EC debido a la unión de los electrodos de impacto 35 y los electrodos de impacto 75 asociados entre sí. El electrodo conectado eléctricamente a la región semiconductora 14 está también unido a un electrodo de impacto (no ilustrado) del componente electrónico EC.

La capa de resina RL está dispuesta entre el fotodetector semiconductor 1 y el componente electrónico EC. La capa de resina RL funciona como una capa de relleno inferior. La capa de resina RL se produce debido al curado de un material de resina relleno en un espacio formado entre el fotodetector semiconductor 1 y el componente electrónico EC. Por ejemplo, la capa de resina RL contiene resina epoxi, resina de uretano, resina de silicona o resina acrílica.

Como se ha descrito anteriormente, en el fotodetector semiconductor 1, la región 17 de la región semiconductora 15 incluye la superficie texturizada TS. La luz en un largo intervalo de longitud de onda tiene un coeficiente de absorción pequeño en comparación con la luz en un corto intervalo de longitud de onda. Por lo tanto, la luz en un largo intervalo de longitud de onda que incide sobre el sustrato semiconductor 11 desde la superficie principal 11a viaja en el sustrato semiconductor 11 y alcanza la superficie texturizada TS. La luz que ha alcanzado la superficie texturizada TS se refleja o difunde en la superficie texturizada TS y viaja más en el sustrato semiconductor 11. La luz en el largo intervalo de longitud de onda viaja una gran distancia dentro del sustrato semiconductor 11 y, por tanto, es absorbida por el sustrato semiconductor 11. En consecuencia, el fotodetector semiconductor 1 mejora las características de sensibilidad espectral en el largo intervalo de longitud de onda.

Los portadores generados debido a la absorción de luz por el sustrato semiconductor 11 pueden recombinarse en las regiones semiconductoras 15. Los portadores recombinados en las regiones semiconductoras 15 no contribuyen a la sensibilidad de detección. Por lo tanto, las características de sensibilidad espectral pueden deteriorarse. En una configuración donde la región semiconductora 15 tiene un gran espesor, la recombinación de portadores en las regiones semiconductoras 15 tiende a ocurrir en comparación con una configuración donde la región semiconductora 15 tiene un espesor pequeño. Es decir, en una configuración donde la distancia entre la superficie de la región semiconductora 15 y la unión pn es larga, la recombinación de portadores en las regiones semiconductoras 15 tiende a ocurrir en comparación con una configuración donde la distancia entre la superficie de la región semiconductora 15 y la unión pn es corta.

En el fotodetector semiconductor 1, el espesor TH1 es menor que la distancia D1. En el fotodetector semiconductor 1, la distancia entre la superficie texturizada TS y la unión pn es corta en comparación con una configuración donde el espesor TH1 es igual o mayor que la distancia D1. Por lo tanto, la recombinación de portadores generados por la luz que incide sobre el sustrato semiconductor 11 disminuye en las regiones semiconductoras 15. En consecuencia, el fotodetector semiconductor 1 mejora aún más las características de sensibilidad espectral en el largo intervalo de longitud de onda.

En el proceso de fabricación descrito anteriormente, la pluralidad de regiones semiconductoras 15 se forman en una pluralidad de regiones planificadas antes de que se formen las regiones texturizadas (superficies texturizadas TS) en la superficie principal 11b. En el proceso donde se forma la región texturizada después de formar la pluralidad de regiones semiconductoras 15, es necesario evitar de forma fiable que la región texturizada alcance la unión pn. Se considera que el aumento del espesor de cada una de las regiones semiconductoras 15 evita de forma fiable que la región texturizada alcance la unión pn. Sin embargo, en una configuración que incluye las regiones semiconductoras 15, cada una de las que tiene un gran espesor, puede inhibirse la mejora de las características de sensibilidad espectral.

El proceso de fabricación del fotodetector semiconductor 1 incluye el proceso de formar las regiones texturizadas después de formar la pluralidad de regiones de semiconductores 15. Sin embargo, en el fotodetector semiconductor 1, el espesor TH1 es menor que la distancia D1. Por lo tanto, la mejora de las características de sensibilidad espectral del fotodetector semiconductor 1 tiende a no inhibirse.

En un caso donde la tensión actúa sobre el sustrato semiconductor 11, pueden generarse portadores que no son atribuibles a la incidencia de la luz. Los portadores que no son atribuibles a la incidencia de la luz producen corrientes oscuras. La tensión tiende a actuar sobre la región 19 en comparación con la región 17 y, por lo tanto, los portadores que no son atribuibles a la incidencia de la luz tienden a generarse en la región 19.

En el fotodetector semiconductor 1, el espesor TH2 es mayor que el espesor TH3. En el fotodetector semiconductor 1, por lo tanto, la recombinación de portadores que no es atribuible a la incidencia de la luz tiende a producirse en la región 19 en comparación con una configuración donde el espesor TH2 es igual o menor que el espesor TH3. En consecuencia, el fotodetector semiconductor 1 reduce la generación de corrientes oscuras.

En el fotodetector semiconductor 1, el electrodo de almohadilla 31 está en contacto con la región 19 (región 19b). En el caso de que los electrodos de almohadilla 31 y el sustrato semiconductor 11 estén en contacto entre sí, un material (Al) que forma los electrodos de almohadilla 31 y un material (Si) que forma el sustrato semiconductor 11 están aleados entre sí, para que se pueda producir una punta de aleación en el sustrato semiconductor 11. La punta de aleación que ha alcanzado la unión pn aumenta las corrientes de fuga.

En el fotodetector semiconductor 1, el espesor TH2 es mayor que el espesor TH3. Por lo tanto, en el fotodetector semiconductor 1, la punta de aleación tiende a no alcanzar la unión pn en comparación con una configuración donde el espesor TH2 es igual o menor que el espesor TH3. El fotodetector semiconductor 1 reduce un aumento en las corrientes de fuga.

En el fotodetector semiconductor 1, la superficie texturizada TS está ubicada hacia la superficie principal 11a en comparación con la superficie de la región 19 en la dirección del espesor del sustrato semiconductor 11. Es decir, la superficie texturizada T<s>está ubicada hacia la superficie principal 11a en comparación con el plano virtual VP. En este caso, la tensión tiende a no actuar sobre la región 17. Por lo tanto, la generación de portadores que no son atribuibles a la incidencia de la luz se reduce en la región 17. En consecuencia, el fotodetector semiconductor 1 reduce la generación de corrientes oscuras.

En el fotodetector semiconductor 1, la distancia entre la superficie texturizada TS y la unión pn disminuye aún más en el caso en que la superficie texturizada TS se forma en la región semiconductora 15 como en el proceso de fabricación descrito anteriormente. Por lo tanto, el fotodetector semiconductor 1 mejora aún más las características de sensibilidad espectral en el largo intervalo de longitud de onda.

El fotodetector semiconductor 1 está montado en el componente electrónico EC a través del electrodo de impacto 35. Por lo tanto, la tensión actúa sobre la región 19 (región 19b) cuando el fotodetector semiconductor 1 está montado sobre el componente electrónico EC. Puesto que la superficie texturizada TS está ubicada hacia la superficie principal 11a en comparación con el plano virtual VP, la tensión tiende a no actuar sobre la región 17 incluso en el caso de que el fotodetector semiconductor 1 esté montado sobre el componente electrónico EC. Por lo tanto, la generación de portadores que no son atribuibles a la incidencia de la luz se reduce en la región 17. El fotodetector semiconductor 1 reduce aún más la generación de corrientes oscuras.

Si el electrodo de impacto 35 (o el electrodo de impacto 75) se aplasta en el momento en que el fotodetector semiconductor 1 está montado en el componente electrónico EC, el electrodo de impacto aplastado 35 (o el electrodo de impacto 75) puede interferir físicamente con una parte del fotodetector semiconductor 1 que no sea el electrodo de impacto 35. Por ejemplo, la porción distinta del electrodo de impacto 35 incluye un conductor de cableado o la superficie texturizada TS. En caso de que el electrodo de impacto 35 (o el electrodo de impacto 75) interfiera físicamente con el conductor del cableado, el electrodo de impacto 35 (o el electrodo de impacto 75) y el conductor de cableado pueden cortocircuitarse. En un caso donde el electrodo de impacto 35 (o el electrodo de impacto 75) interfiere físicamente con la superficie texturizada TS, la superficie texturizada TS puede dañarse físicamente, de forma que las características de sensibilidad espectral en el largo intervalo de longitud de onda pueden verse afectadas negativamente.

En el fotodetector semiconductor 1, la superficie texturizada TS está ubicada hacia la superficie principal 11a en comparación con el plano virtual VP. El escalón se forma por la superficie texturizada TS y la superficie de la región 19. Por lo tanto, el electrodo de impacto aplastado 35 (o el electrodo de impacto 75) tiende a no interferir con la parte del fotodetector semiconductor 1 que no sea el electrodo de impacto 35 cuando el fotodetector semiconductor 1 está montado en el componente electrónico EC. El fotodetector semiconductor 1 logra la reducción de la generación de un cortocircuito entre los electrodos de impacto 35 (o los electrodos de impacto 75) y el conductor de cableado, y la reducción de los efectos adversos sobre las características de sensibilidad espectral en el largo intervalo de longitud de onda.

Un dispositivo que forma los electrodos de impacto 35 puede interferir físicamente con la superficie texturizada TS cuando se forman los electrodos de impacto 35. En un caso donde el dispositivo que forma los electrodos de impacto 35 interfiere físicamente con la superficie texturizada TS, la superficie texturizada TS puede dañarse físicamente, de forma que las características de sensibilidad espectral en el largo intervalo de longitud de onda pueden verse afectadas negativamente.

En el fotodetector semiconductor 1, la superficie texturizada TS está ubicada hacia la superficie principal 11a en comparación con el plano virtual VP. Por lo tanto, el dispositivo que forma los electrodos de impacto 35 tiende a no interferir físicamente con la superficie texturizada TS. El fotodetector semiconductor 1 reduce los efectos adversos sobre las características de sensibilidad espectral en el largo intervalo de longitud de onda cuando se forman los electrodos de impacto 35.

En el fotodetector semiconductor 1, la región de borde TSa de la superficie texturizada TS es continua con la superficie de la región 19 (regiones 19a, 19b), y está inclinada en la dirección del espesor del sustrato semiconductor 11. En un caso donde la superficie texturizada TS está ubicada hacia la superficie principal 11a en comparación con el plano virtual VP, la tensión tiende a actuar sobre la región 19 además.

En el fotodetector semiconductor 1, la tensión que actúa sobre la región 19 tiende a dispersarse en comparación con una configuración donde la región del borde TSa es paralela a la dirección del espesor del sustrato semiconductor. Por lo tanto, incluso en el caso de que la tensión actúe sobre la región 19, la concentración de la tensión en la región 19 disminuye. El fotodetector semiconductor 1 reduce la generación de portadores que no son atribuibles a la incidencia de la luz. En consecuencia, el fotodetector semiconductor 1 reduce aún más la generación de corrientes oscuras.

En el fotodetector semiconductor 1, la región 19 (regiones 19a, 19b) no incluye la superficie texturizada TS. En el fotodetector semiconductor 1, el electrodo de almohadilla 31 se forma fácilmente en la región 19 (región 19b) en comparación con una configuración donde la región 19 incluye la superficie texturizada TS.

La luz que ha alcanzado la superficie de la superficie texturizada TS es reflejada o dispersada por la superficie texturizada TS como se ha descrito anteriormente. La luz reflejada o dispersada por la superficie texturizada TS viaja en varias direcciones cruzando la dirección del espesor del sustrato semiconductor 11 en comparación con la luz reflejada en una superficie plana. Por lo tanto, la luz reflejada o difundida en la superficie texturizada TS puede viajar hacia píxeles adyacentes y provocar diafonía entre los píxeles. La diafonía provoca ruido.

En el fotodetector semiconductor 1, la superficie texturizada TS se proporciona para cada una de las regiones semiconductoras 15. La superficie texturizada TS no se proporciona en regiones de la superficie principal 11b que no sean las regiones semiconductoras 15. La configuración donde se proporciona la superficie texturizada TS para cada una de las regiones semiconductoras 15 regula la generación de diafonía en comparación con una configuración donde se proporciona la superficie texturizada TS en toda la superficie principal 11b. Por lo tanto, el fotodetector semiconductor 1 reduce la generación de diafonía.

En el fotodetector semiconductor 1, el electrodo de almohadilla 31 incluye la región de electrodo 31a y la región de electrodo 31b. La región de electrodo 31a está dispuesta sobre la región 19 (región 19b). La región de electrodo 31b está dispuesta en la región 17 de forma que la película aislante 23 se encuentra entre la región de electrodo 31b y la región 17. La región de electrodo 31a es continua con la región de electrodo 31b. Es decir, el electrodo de almohadilla 31 está dispuesto para extenderse sobre la región 19b y la región 17. En esta configuración, un área de los electrodos de almohadilla 31 es grande en comparación con una configuración donde el electrodo de almohadilla 31 está dispuesto solo en la región 19b. El UBM 33 y el electrodo de impacto 35 están dispuestos sobre el electrodo de almohadilla 31 que tiene un área grande. Por lo tanto, el fotodetector semiconductor 1 mejora la fiabilidad y la estabilidad de una conexión eléctrica entre la región semiconductora 15 (región 19) y el electrodo de impacto 35.

Una configuración de la superficie texturizada TS (región 17) que tiene un área grande mejora las características de sensibilidad espectral en el largo intervalo de longitud de onda en comparación con una configuración de la superficie texturizada TS (región 17) que tiene un área pequeña. Por lo tanto, para mejorar las características de sensibilidad espectral en el largo intervalo de longitud de onda, se requiere que la región 17 tenga el área más grande posible y la región 19 (región 19b) que tenga el área más pequeña posible.

El electrodo de almohadilla 31 entra en contacto con la región 19b a través del orificio de contacto H1. El orificio de contacto H1 se forma en una región incluida en la película aislante 23 y ubicada por encima de la región 19b para formar fácilmente el orificio de contacto H1. El orificio de contacto H1 se forma fácilmente en la película aislante 23 porque la superficie de la región 19b es plana. En el caso de que el electrodo de almohadilla 31 se forme en una posición desplazada del orificio de contacto H1, la región 19b queda expuesta a través del orificio de contacto H1. En este caso, las características de tensión disruptiva y la confiabilidad pueden deteriorarse. Por lo tanto, el área del electrodo de almohadilla 31 se establece teniendo en cuenta la precisión de la posición de formación del orificio de contacto H1 y la precisión de la posición de formación del electrodo de almohadilla 31. En consecuencia, el área del electrodo de almohadilla 31 aumenta inevitablemente.

En una configuración donde el electrodo de almohadilla 31 no incluye la región del electrodo 31b, los electrodos de almohadilla 31 y las regiones 17 no se superponen entre sí cuando se observan en la dirección ortogonal a la superficie principal 11b. En esta configuración, se necesita aumentar un área de la región 19b para asegurar el área del electrodo de almohadilla 31, y se requiere que disminuya el área de la región 17. Por lo tanto, la configuración donde el electrodo de almohadilla 31 no incluye la región de electrodo 31b tiende a no mejorar las características de sensibilidad espectral en el largo intervalo de longitud de onda.

En el fotodetector semiconductor 1, el electrodo de almohadilla 31 incluye la región de electrodo 31b. Es decir, al menos una parte de los electrodos de almohadilla 31 y una parte de las regiones 17 se superponen entre sí cuando se miran en la dirección ortogonal a la superficie principal 11b. Por lo tanto, incluso en el caso de que las áreas de los electrodos de almohadilla 31 estén aseguradas, el fotodetector semiconductor 1 mejora las características de sensibilidad espectral en el largo intervalo de longitud de onda.

En el fotodetector semiconductor 1, la película aislante 25 cubre los bordes periféricos de los electrodos de almohadilla 31. Por lo tanto, la película aislante 25 reduce la separación de los electrodos de almohadilla 31. La película aislante 25 reduce la entrada de un componente de material de los electrodos de impacto 35 desde una interfaz entre los electrodos de almohadilla 31 y la película aislante 23. La película aislante 25 reduce la generación de corrientes de fuga y cortocircuito.

En el fotodetector semiconductor 1, la película aislante 25 cubre una región incluida en la película aislante 23 y correspondiente a las regiones 17. Una película laminada constituida por la película aislante 23 y la película aislante 25 cubre toda la superficie texturizada TS. La película laminada (películas aislantes 23, 25) puede constituir una película altamente reflectante en el caso de que los espesores de la película aislante 23 y la película aislante 25 se ajusten a los valores deseados. En una configuración donde la película laminada constituye una película altamente reflectante (películas aislantes 23, 25), las características de sensibilidad espectral en el largo intervalo de longitud de onda mejoran aún más.

La película aislante 23 es la película de óxido y la película aislante 25 es la película de nitruro. Por lo tanto, la película laminada (películas aislantes 23, 25) puede constituir fácilmente la película altamente reflectante.

En el caso de que la película aislante 23 sea la película de óxido térmico de silicio, las protuberancias y cavidades de la superficie texturizada TS se alisan debido al tratamiento térmico en el proceso de formación de la película aislante 23. En el caso de que se alisen las protuberancias y los rebajes de la superficie texturizada TS, se realiza fácilmente un proceso de formación de cableado metálico que incluye los electrodos de almohadilla 31.

A continuación, con referencia a las Figuras 12 y 13 se describirá una configuración del fotodetector semiconductor 1 de acuerdo con una primera modificación de la realización anterior. La Figura 12 es una vista que ilustra una configuración en sección transversal de un fotodetector semiconductor retroiluminado de acuerdo con la primera modificación. La Figura 13 es una vista en planta que ilustra la configuración del fotodetector semiconductor retroiluminado de acuerdo con la primera modificación. La Figura 13 no ilustra las películas aislantes 23 y 25. En la Figura 13, una región correspondiente a la superficie texturizada TS está sombreada para facilitar la comprensión de una región constituida por la superficie texturizada TS. La primera modificación es sustancialmente similar o idéntica a la realización descrita anteriormente. Sin embargo, la primera modificación es diferente de la realización anterior en la configuración del sustrato semiconductor 11. A continuación se describirán principalmente las diferencias entre la realización anterior y la primera modificación.

El sustrato semiconductor 11 incluye una región semiconductora 20 del primer tipo de conductividad. El sustrato semiconductor 11 incluye la región semiconductora 20 en un lado de la superficie principal 11b. El sustrato semiconductor 11 incluye la región semiconductora 20 proporcionada en el lado de la superficie principal 11b. La región semiconductora 20 tiene una alta concentración de impurezas. Por ejemplo, la región semiconductora 20 tiene una concentración de impurezas de 1 x 1018 cm-3. Por ejemplo, la región semiconductora 20 tiene un espesor de 1,5 |jm. La región semiconductora 20 tiene forma de rejilla cuando se ve en la dirección ortogonal a la superficie principal 11b. La región semiconductora 20 está ubicada entre las regiones semiconductoras 15 adyacentes entre sí en la primera dirección y entre las regiones semiconductoras 15 adyacentes entre sí en la segunda dirección cuando se ve en la dirección ortogonal a la superficie principal 11b. La región semiconductora 20 es continua con la región semiconductora 14. La región semiconductora 20 funciona como una capa de parada de canal y reduce la dispersión de una capa de agotamiento entre píxeles. La región semiconductora 20 se puede dividir en una pluralidad de regiones cuando se ve en la dirección ortogonal a la superficie principal 11b.

El fotodetector semiconductor 1 incluye una pluralidad de electrodos de almohadilla 41, una pluralidad de UBM (metales bajo relieve) 43 y una pluralidad de electrodos de impacto 45.

Los respectivos electrodos de almohadilla 41 están dispuestos en la región semiconductora 20. Los respectivos electrodos de almohadilla 41 están dispuestos a intervalos predeterminados cuando se observan en la dirección ortogonal a la superficie principal 11b. El electrodo de almohadilla 41 se forma en la película aislante 23. El electrodo de almohadilla 41 está conectado a la región semiconductora 20 a través de un orificio de contacto formado en la película aislante 23. El electrodo de almohadilla 41 está en contacto con la región semiconductora 20 y la película aislante 23. El electrodo de almohadilla 41 está dispuesto directamente en la región semiconductora 20. El electrodo de almohadilla 41 está en contacto con la película aislante 25. La película aislante 25 cubre el borde periférico del electrodo de almohadilla 41. El electrodo de almohadilla 41 está hecho de un material conductor. El electrodo de almohadilla 41 está hecho de aluminio, por ejemplo. En este caso, el electrodo de almohadilla 41 se forma con pulverización catódica o deposición de vapor.

El UBM 43 está dispuesto en la región semiconductora 20. El UBM 43 se forma en la región semiconductora 20 y la película aislante 25. El UBM 43 está conectado al electrodo de almohadilla 41 a través de un orificio de contacto formado en la película aislante 25. El UBM 43 está en contacto con el electrodo de almohadilla 41. El UBM 43 está en contacto con la película aislante 25. El UBM 43 está hecho de un material que tiene una excelente conexión eléctrica y física con el electrodo de impacto 45. Por ejemplo, el UBM 43 está constituido por un cuerpo laminado constituido por una capa de titanio y una capa de platino. Por ejemplo, el UBM 43 se forma con deposición de vapor multicapa.

El electrodo de impacto 45 está dispuesto en la región semiconductora 20. El electrodo de impacto 45 se forma en el UBM 43. El electrodo de impacto 45 está en contacto con el UBM 43. El UBM 43 está ubicado entre el electrodo de almohadilla 41 y el electrodo de impacto 45. El electrodo de impacto 45 está dispuesto indirectamente en la región semiconductora 20. El electrodo de impacto 45 está dispuesto indirectamente sobre el electrodo de almohadilla 41. El electrodo de impacto 45 está conectado eléctricamente a la región semiconductora 20 a través del UBM 43 y el electrodo de almohadilla 41. El electrodo de impacto 45 está hecho de un material de soldadura. Por ejemplo, el electrodo de impacto 45 está hecho de indio. Por ejemplo, el electrodo de impacto 45 se forma con deposición de vapor.

A continuación, con referencia a la Figura 14 se describirá una configuración del dispositivo de componente electrónico ED que incluye el fotodetector semiconductor 1 de acuerdo con la primera modificación. La Figura 14 es una vista que ilustra una configuración en sección transversal del dispositivo de componente electrónico que incluye el fotodetector semiconductor retroiluminado de acuerdo con la primera modificación.

El dispositivo de componente electrónico ED incluye el fotodetector semiconductor 1 de acuerdo con la primera modificación, y el componente electrónico EC. El componente electrónico EC incluye una pluralidad de electrodos de almohadilla 71, una pluralidad de UBM 73 y una pluralidad de electrodos de impacto 75. La pluralidad de electrodos de almohadilla 71, la pluralidad de UBM 73 y la pluralidad de electrodos de impacto 75 están dispuestos en posiciones correspondientes a la pluralidad de electrodos de impacto 35 y 45 incluidos en el fotodetector semiconductor 1. El fotodetector semiconductor 1 está montado sobre el componente electrónico EC debido a la unión de los electrodos de impacto 35 y 45 y los electrodos de impacto 75 asociados entre sí.

A continuación, con referencia a las Figuras 15 y 16 se describirá una configuración del fotodetector semiconductor 1 de acuerdo con una segunda modificación de la realización anterior. La Figura 15 es una vista que ilustra una configuración en sección transversal de un fotodetector semiconductor retroiluminado de acuerdo con la segunda modificación. La Figura 16 es una vista en planta que ilustra la configuración del fotodetector semiconductor retroiluminado de acuerdo con la segunda modificación. La Figura 16 no ilustra las películas aislantes 23 y 25. En la Figura 16, una región correspondiente a la superficie texturizada TS está sombreada para facilitar la comprensión de una región constituida por la superficie texturizada TS. La segunda modificación es sustancialmente similar o idéntica a la realización descrita anteriormente. Sin embargo, la segunda modificación es diferente de la realización anterior en la configuración del sustrato semiconductor 11. A continuación se describirán principalmente las diferencias entre la realización anterior y la segunda modificación.

Se forma una zanja TR en el sustrato semiconductor 11 para separar los píxeles respectivos entre sí. La zanja TR se abre en la superficie principal 11b. La zanja TR está formada para dividir la región semiconductora 20 cuando se ve en la dirección ortogonal a la superficie principal 11b. La zanja TR tiene forma de rejilla de tal manera que pasa entre las regiones semiconductoras 15 adyacentes entre sí en la primera dirección, y entre las regiones semiconductoras 15 adyacentes entre sí en la segunda dirección cuando se ve en la dirección ortogonal a la superficie principal 11b. Por ejemplo, la abertura de la zanja TR tiene un ancho de 5 pm. La zanja TR tiene una profundidad mayor que el espesor TH2. Por ejemplo, la zanja TR tiene una profundidad de 50 pm. Por ejemplo, la zanja TR se forma con grabado iónico reactivo (RlE). La zanja TR se puede formar de forma discontinua cuando se ve en la dirección ortogonal a la superficie principal 11b. En este caso, por ejemplo, una pluralidad de zanjas que se extienden en la primera dirección cuando se ve en la dirección ortogonal a la superficie principal 11b, y una pluralidad de zanjas que se extienden en la segunda dirección cuando se ve en la dirección ortogonal a la superficie principal 11b se forman en el sustrato semiconductor 11.

La película aislante 23 se forma sobre una superficie interior (específicamente, superficie lateral y superficie inferior) de la zanja TR. La película aislante 23 llega al interior de la zanja TR desde el lado superior de la superficie principal 11b. La película aislante 25 se forma sobre la película aislante 23 formada sobre la superficie interior de la zanja Tr . La película aislante 25 se extiende desde el lado superior de la película aislante 23 ubicada en la superficie principal 11b hacia la zanja TR. Se puede disponer una capa enterrada en la zanja TR. La capa enterrada se fabrica de metal, por ejemplo. En este caso, la capa enterrada (capa de metal) se forma con CVD o revestimiento electrolítico, por ejemplo.

La zanja TR evita que la luz reflejada o difundida en la superficie texturizada TS se desplace hacia un píxel adyacente. Por lo tanto, el fotodetector semiconductor 1 de acuerdo con la segunda modificación reduce aún más la generación de diafonía. El zanja TR también evita que los portadores se muevan entre píxeles adyacentes.

El fotodetector semiconductor 1 de acuerdo con la segunda modificación puede montarse en el componente electrónico EC como se ilustra en la Figura 11. En este caso, el dispositivo de componente electrónico ED incluye el fotodetector semiconductor 1 de acuerdo con la segunda modificación, y el componente electrónico EC.

A continuación, con referencia a las Figuras 17 y 18 se describirá una configuración del fotodetector semiconductor 1 de acuerdo con una tercera modificación de la realización anterior. La Figura 17 es una vista que ilustra una configuración en sección transversal de un fotodetector semiconductor retroiluminado de acuerdo con la tercera modificación. La Figura 18 es una vista en planta que ilustra una configuración del fotodetector semiconductor retroiluminado de acuerdo con la tercera modificación. La Figura 18 no ilustra las películas aislantes 23 y 25. En la Figura 18, una región correspondiente a la superficie texturizada TS está sombreada para facilitar la comprensión de una región constituida por la superficie texturizada TS. La tercera modificación es sustancialmente similar o idéntica a la realización descrita anteriormente. Sin embargo, la tercera modificación es diferente de la realización anterior en la configuración de los electrodos de almohadilla 31. A continuación se describirán principalmente las diferencias entre la realización anterior y la tercera modificación.

El electrodo de almohadilla 31 está dispuesto para cubrir toda la región semiconductora 15 cuando se ve en la dirección ortogonal al sustrato semiconductor 11. La región de electrodo 31b está dispuesta indirectamente sobre toda una región incluida en la película aislante 23 y correspondiente a la región 17. La región de electrodo 31b se superpone con toda la región de borde TSa que es continua con la región 19 (regiones 19a, 19b) cuando se ve en la dirección ortogonal al sustrato semiconductor 11. El electrodo de almohadilla 31 se superpone con un límite completo entre la región 17 y la región 19 cuando se ve en la dirección ortogonal al sustrato semiconductor 11. El electrodo de almohadilla 31 está dispuesto indirectamente en toda la región semiconductora 15.

En el caso de que los electrodos de almohadilla 31 estén hechos de Al, los electrodos de almohadilla 31 pueden absorber la luz que ha llegado a los electrodos de almohadilla 31 (por ejemplo, luz infrarroja cercana). La absorción de luz por los electrodos de almohadilla 31 deteriora la característica de sensibilidad espectral en el largo intervalo de longitud de onda.

En el fotodetector semiconductor 1, las películas aislantes 23 y 25 dispuestas sobre la superficie texturizada TS reflejan o difunden la luz que llega a las películas aislantes 23 y 25. Por lo tanto, la luz transmitida a través de las películas aislantes 23 y 25 disminuye. En consecuencia, el fotodetector semiconductor 1 reduce el deterioro de las características de sensibilidad espectral en el largo intervalo de longitud de onda.

A continuación, con referencia a las Figuras 19 y 20 se describirá una configuración del fotodetector semiconductor 1 de acuerdo con la cuarta y quinta modificaciones de la realización anterior. La Figura 19 es una vista en planta que ilustra la configuración de un fotodetector semiconductor retroiluminado de acuerdo con la cuarta modificación. La Figura 20 es una vista en planta que ilustra la configuración de un fotodetector semiconductor retroiluminado de acuerdo con la quinta modificación. Las Figuras 19 y 20 no ilustran las películas aislantes 23 y 25. En las Figuras 19 y 20, una región correspondiente a la superficie texturizada TS está sombreada para facilitar la comprensión de una región constituida por la superficie texturizada TS. La cuarta y quinta modificaciones son sustancialmente similares o idénticas a la realización descrita anteriormente. Sin embargo, la cuarta modificación es diferente de la realización anterior en la configuración de las regiones semiconductoras 15, y la quinta modificación es diferente de la realización anterior en la configuración de las regiones semiconductoras 15 y los electrodos de almohadilla 31. A continuación se describirán principalmente las diferencias entre la realización anterior y la cuarta y quinta modificaciones.

Como se ilustra en la Figura 19, la región 19b está ubicada en un centro de la región semiconductora 15 cuando se ve en la dirección ortogonal al sustrato semiconductor 11. La región 19b está separada de la región 19a. La región 17 (superficie texturizada TS) está situada entre la región 19a y la región 19b cuando se ve en la dirección ortogonal al sustrato semiconductor 11. La región de electrodo 31b se superpone con toda la región de borde TSa que es continua con la región 19b cuando se ve en la dirección ortogonal al sustrato semiconductor 11. El electrodo de almohadilla 31 se superpone con un límite completo entre la región 17 y la región 19b cuando se ve en la dirección ortogonal al sustrato semiconductor 11.

De manera similar a la cuarta modificación, la región 19b está situada en el centro de la región semiconductora 15 cuando se ve en la dirección ortogonal al sustrato semiconductor 11 como se ilustra en la Figura 20. Al igual que la tercera modificación, el electrodo de almohadilla 31 está dispuesto para cubrir toda la región semiconductora 15 cuando se ve en la dirección ortogonal al sustrato semiconductor 11. La región de electrodo 31b se superpone con toda la región de borde TSa que es continua con la región 19a, y toda la región de borde TSa que es continua con la región 19b cuando se ve en la dirección ortogonal al sustrato semiconductor 11. El electrodo de almohadilla 31 se superpone con un límite completo entre las regiones 17 y 19a, y un límite completo entre las regiones 17 y 19b cuando se ve en la dirección ortogonal al sustrato semiconductor 11.

En la configuración donde la región 19b está ubicada en el centro de la región semiconductora 15, la distancia de movimiento de la portadora es corta, y el tiempo desde la incidencia de la luz hasta la salida de una señal es corto en comparación con una configuración en la que la región 19b está ubicada en una esquina de la región semiconductora 15. Por lo tanto, el fotodetector semiconductor 1 aumenta la velocidad de respuesta en cada una de la cuarta y quinta modificaciones.

A continuación, con referencia a la Figura 21 se describirá una configuración de un fotodetector semiconductor de acuerdo con una sexta modificación de la realización anterior. La Figura 21 es una vista en planta que ilustra una configuración de un fotodetector semiconductor retroiluminado de acuerdo con la sexta modificación. La Figura 21 no ilustra las películas aislantes 23 y 25. En la figura 21, una región correspondiente a la superficie texturizada TS está sombreada para facilitar la comprensión de una región constituida por la superficie texturizada TS. La sexta modificación es sustancialmente similar o idéntica a la realización descrita anteriormente. Sin embargo, la sexta modificación es diferente de la realización anterior en la configuración de las regiones semiconductoras 15 y los electrodos de almohadilla 31. A continuación se describirán principalmente las diferencias entre la realización anterior y la sexta modificación.

La región 17 y la región 19b son adyacentes entre sí en la primera dirección cuando se ve en la dirección ortogonal al sustrato semiconductor 11. La región 17 y las regiones 19a y 19b tienen una forma rectangular cuando se ven en la dirección ortogonal al sustrato semiconductor 11. La región 19b está situada fuera de la región 19a. Un lado que constituye un borde de la región 19a está en contacto con un lado que constituye un borde de la región 19b. Un área de la región 19b es más pequeña que un área de la región 19a cuando se ve en la dirección ortogonal al sustrato semiconductor 11. El electrodo de almohadilla 31 no está situado en la región 17 (superficie texturizada TS). Es decir, el electrodo de almohadilla 31 no incluye la región de electrodo 31b. El electrodo de almohadilla 31 no se superpone con la superficie texturizada TS cuando se ve en la dirección ortogonal al sustrato semiconductor 11. En la sexta modificación, el sustrato semiconductor 11 incluye la región semiconductora 20. Sin embargo, no es necesario que el sustrato semiconductor 11 incluya la región semiconductora 20. La región 17 y la región 19b pueden ser adyacentes entre sí en la segunda dirección cuando se ven en la dirección ortogonal al sustrato semiconductor 11.

A continuación, con referencia a las Figuras 22 y 23 se describirá una configuración del fotodetector semiconductor 1 de acuerdo con una séptima modificación de la realización anterior. La Figura 22 es una vista que ilustra una configuración en sección transversal de un fotodetector semiconductor retroiluminado de acuerdo con la séptima modificación. La Figura 23 es una vista que ilustra una configuración en sección transversal de un píxel. En la figura 23, se omite el sombreado para indicar una sección transversal. La séptima modificación es sustancialmente similar o idéntica a la realización descrita anteriormente. Sin embargo, la séptima modificación es diferente de la realización anterior en la configuración de las regiones semiconductoras 15. A continuación se describirán principalmente las diferencias entre la realización anterior y la séptima modificación.

La región 17 de la región semiconductora 15 se forma a lo largo de la superficie texturizada TS. Una interfaz límite entre la región 17 y la región semiconductora 13 incluye protuberancias y rebajes correspondientes a las protuberancias y rebajes de la superficie texturizada TS. Por ejemplo, la interfaz límite entre la región 17 y la región semiconductora 13 incluye protuberancias y rebajes que son más graduales que las protuberancias y rebajes de la superficie texturizada TS. La región 19 de la región semiconductora 15 se forma a lo largo de la superficie principal 11b. El espesor TH2 de la región 19 en la dirección del espesor del sustrato semiconductor 11 es igual al espesor TH3 de la región 17 en la dirección del espesor del sustrato semiconductor 11. Como se ha descrito anteriormente, la región 17 se forma a lo largo de la superficie texturizada TS. Por lo tanto, el espesor TH3 tiende a no cambiar en correspondencia con los salientes y rebajes de la superficie texturizada TS. En la séptima modificación, el espesor TH3 es aproximadamente constante, por ejemplo. El espesor TH1 de la región 17 en la posición más profunda de los rebajes de la superficie texturizada TS es igual al espesor TH2 y al espesor TH3. Por ejemplo, el espesor TH1, el espesor TH2 y el espesor TH3 son de 0,5 pm.

El sustrato semiconductor 11 puede incluir la región semiconductora 20 de forma similar a la primera modificación. La zanja TR se puede formar en el sustrato semiconductor 11 de forma similar a la segunda modificación. Los electrodos de almohadilla 31 pueden disponerse para cubrir toda la región semiconductora 15 de forma similar a la tercera modificación. La región 19b puede estar ubicada en el centro de la región semiconductora 15 cuando se ve en la dirección ortogonal al sustrato semiconductor 11, de manera similar a la cuarta y quinta modificaciones. La región 17 y la región 19b pueden ser adyacentes entre sí en la primera dirección o en la segunda dirección cuando se ven en la dirección ortogonal al sustrato semiconductor 11, de manera similar a la sexta modificación.

A continuación, con referencia a las Figuras 24 y 25 se describirá un ejemplo de un proceso de fabricación del fotodetector semiconductor 1 de acuerdo con la séptima modificación. Cada una de las Figuras 24 y 25 es un diagrama esquemático que ilustra un ejemplo del proceso de fabricación del fotodetector semiconductor retroiluminado de acuerdo con la séptima modificación. En las Figuras 24 y 25, se omite el sombreado para indicar una sección transversal. A continuación se describirán principalmente las diferencias entre la realización anterior y la séptima modificación en el proceso de fabricación.

Se proporciona el sustrato semiconductor 11 que incluye la película de óxido 51 sobre la superficie principal 11a y la película de óxido 53 sobre la superficie principal 11b (véase Figura 9(a)). Es decir, se proporciona el sustrato semiconductor 11 que incluye la región semiconductora 13. El sustrato semiconductor 11 incluye una pluralidad de regiones planificadas PR donde se van a formar la pluralidad de regiones semiconductoras 15, en un lado de la superficie principal 11b. En las Figuras 24 y 25, solo se ilustra una región planificada PR.

Como se ilustra en la Figura 24(a), la pluralidad de regiones semiconductoras 151 y la región semiconductora 16 se forman sobre el sustrato semiconductor 11. Cada una de las regiones semiconductoras 151 se forma en una correspondiente región planificada PR de la pluralidad de regiones planificadas PR. Las regiones semiconductoras 151 se forman con el mismo proceso que el proceso de formación de las regiones semiconductoras 15 en la realización anterior. La región semiconductora 151 está constituida por impurezas de tipo p de alta concentración difundidas desde la superficie principal 11b. La región semiconductora 16 se forma con el mismo proceso que el proceso de formación de la región semiconductora 16 en la realización anterior.

Como se ilustra en la Figura 24(b), el orificio de contacto H1, la película de nitruro de silicio 57 y la abertura 59 se forman con los mismos procesos que los procesos de formación correspondientes de la realización anterior.

Como se ilustra en la Figura 24(c), la superficie texturizada TS se forma en una región incluida en la región semiconductora 151 y expuesto a través de la abertura 59 con los mismos procesos que los procesos de formación correspondientes de la realización anterior. Es decir, se forman una pluralidad de regiones texturizadas sobre superficies incluidas en la pluralidad de regiones planificadas PR descritas anteriormente en la superficie principal 11b. La región texturizada es una región que incluye una superficie que constituye la superficie texturizada T<s>. La región incluida en la región semiconductora 151 y expuesta desde la abertura 59 se elimina debido a la formación de la superficie texturizada TS. La región incluida en la región semiconductora 151 y expuesta desde la abertura 59 no necesita eliminarse completamente, sino que se puede dejar una parte de la región expuesta a través de la abertura 59. En la Figura 24(c) y en las figuras subsiguientes, una región sombreada es una región en la que se forma la superficie texturizada TS.

Como se ilustra en la Figura 25(a), una pluralidad de regiones semiconductoras 152 se forman sobre el sustrato semiconductor 11. La región semiconductora 152 se forma a lo largo de la superficie texturizada TS. Es decir, las regiones semiconductoras 152 se forman a lo largo de una forma superficial de la región texturizada. Cada una de las regiones semiconductoras 152 se forma en la correspondiente región planificada PR de la pluralidad de regiones planificadas PR. Las regiones semiconductoras 152 se forman con el mismo proceso que el proceso de formación de las regiones semiconductoras 15 en la realización anterior. Las regiones semiconductoras 152 están constituidas por impurezas de tipo p de alta concentración difundidas desde la superficie principal 11b. Las impurezas de tipo p se difunden también en la dirección ortogonal a la dirección del espesor del sustrato semiconductor 11. Por lo tanto, la región semiconductora 152 se forma continuamente con la región semiconductora 151. La región semiconductora 152 y la región semiconductora 151 se integran para constituir la región semiconductora 15. La región semiconductora 152 constituye la región 17. La región semiconductora 151 constituye la región 19. Es decir, la pluralidad de regiones semiconductoras 15 se forman en el sustrato semiconductor 11 con este proceso. La película de óxido 61 se forma sobre la superficie texturizada TS debido a un tratamiento térmico a alta temperatura para formar las regiones semiconductoras 152 (véase Figura 25(b)). Las películas de óxido 53 y 61 constituyen la película aislante 23.

Como se ilustra en la Figura 25(b), la película de nitruro de silicio 57 se retira de la película de óxido 51 y de la película aislante 23 (películas de óxido 53, 61). La región semiconductora 15 (región semiconductora 151) queda expuesta a través de los orificios de contacto H1 debido a la eliminación de la película de nitruro de silicio 57. Después de esto, como se ilustra en la Figura 25(c), el electrodo de almohadilla 31, la película aislante 25, el UBM 33 y el electrodo de impacto 35 se forman con los mismos procesos que los procesos de formación correspondientes de la realización anterior. El fotodetector semiconductor 1 de acuerdo con la séptima modificación se obtiene con estos procesos. La película de óxido 51 constituye la película aislante 21.

Por ejemplo, la concentración de impurezas de las regiones semiconductoras 152 cambia con una profundidad desde las superficies frontales como se ilustra en la Figura 26. Es decir, la concentración de impurezas de las regiones semiconductoras 152 cambia con la distancia desde las superficies texturizadas TS en la dirección del espesor del sustrato semiconductor 11, por ejemplo. La Figura 26 es un gráfico que ilustra una distribución de la concentración de impurezas. La Figura 26 ilustra la superficie texturizada TS y una interfaz entre la región semiconductora 152 y la región semiconductora 13 plana, por conveniencia de la ilustración. De hecho, sin embargo, la superficie texturizada TS y la interfaz entre la región semiconductora 152 y la región semiconductora 13 presentan finas protuberancias y rebajes como se ha descrito anteriormente.

La concentración de impurezas de las regiones semiconductoras 152 se mantiene también alta hasta una posición de una profundidad predeterminada y disminuye gradualmente desde la posición de la profundidad predeterminada hacia la superficie principal 11a. La región semiconductora 152 incluye la región R1 y la región R2 basándose en una distribución de concentración de impurezas. Es decir, en la séptima modificación, la región 17 incluye la región R1 y la región R2. En la región semiconductora 152 (región 17), una ocupación de la región R2 es mayor que una ocupación de la región R1. En la séptima modificación, una posición más profunda de los rebajes de la superficie texturizada TS está separada de una región donde la concentración de impurezas de las regiones semiconductoras 15 comienza a disminuir en un espesor de la región R1. En la séptima modificación, la profundidad predeterminada es de aproximadamente 0,45 pm, por ejemplo.

En el proceso de fabricación de la séptima modificación, la pluralidad de regiones semiconductoras 15 (la pluralidad de regiones semiconductoras 152) se forman en la pluralidad de regiones planificadas PR después de que se forma la región texturizada en la superficie principal 11b. En un proceso donde las regiones texturizadas (superficies texturizadas TS) se forman después de formar la pluralidad de regiones semiconductoras 15, el espesor de cada una de las regiones semiconductoras 15 aumenta inevitablemente para evitar de forma fiable que las regiones de textura alcancen las uniones pn. Por lo tanto, en el proceso de formar la pluralidad de regiones semiconductoras 15 después de formar las regiones texturizadas, cada espesor de las regiones semiconductoras 15 se puede reducir en comparación con el proceso de formación de las regiones texturizadas después de formar la pluralidad de regiones semiconductoras 15. En consecuencia, el fotodetector semiconductor 1 de acuerdo con la séptima modificación puede mejorar aún más las características de sensibilidad espectral en el largo intervalo de longitud de onda.

En el proceso de fabricación de la séptima modificación, la región semiconductora 152 (región 17) se forma a lo largo de la forma de la superficie de la región texturizada. En este caso, el espesor de la región semiconductora 152 (región 17) se puede reducir aún más. Por lo tanto, el fotodetector semiconductor 1 puede mejorar aún más las características de sensibilidad espectral en el largo intervalo de longitud de onda con fiabilidad.

En el proceso de fabricación de la séptima modificación, las regiones semiconductoras 152 (regiones 17) se forman debido a la adición de impurezas de tipo p en la región planificada PR. En este caso, las regiones semiconductoras 152 se forman fácilmente debido al uso de un método existente.

Aunque se ha descrito la realización y las modificaciones de la presente invención, la presente invención no se limita necesariamente a la realización y las modificaciones descritas anteriormente, sino puede modificarse de varias formas sin apartarse del espíritu de la presente invención.

No se requiere que la superficie texturizada TS esté ubicada hacia la superficie principal 11a en comparación con la superficie de la región 19 en la dirección del espesor del sustrato semiconductor 11. Es decir, no se requiere que la superficie texturizada TS esté ubicada hacia la superficie principal 11a en comparación con el plano virtual VP. Por ejemplo, la parte superior de la superficie texturizada TS puede estar situada en la misma posición que el plano virtual VP. En un caso donde la superficie texturizada TS está ubicada hacia la superficie principal 11a en comparación con el plano virtual VP, el fotodetector semiconductor 1 reduce la generación de corrientes oscuras como se ha descrito anteriormente.

No es necesario que la región de borde TSa sea continua con la superficie de la región 19. Por ejemplo, la región de borde TSa puede estar separada del escalón formado por las regiones 17 y 19. Por ejemplo, una región que no incluye la superficie texturizada TS puede ubicarse entre la región de borde TSa y el escalón formado por las regiones 17 y 19. En este caso, por ejemplo, toda la región del borde TSa puede estar rodeada por la región que no incluye la superficie texturizada TS cuando se ve en la dirección ortogonal al sustrato semiconductor 11. Por ejemplo, la región 17 puede incluir una región que no incluya la superficie texturizada TS.

La región del borde TSa puede ser aproximadamente paralela a la dirección del espesor del sustrato semiconductor. En el caso de que la región del borde TSa esté inclinada en la dirección del espesor del sustrato semiconductor 11, el fotodetector semiconductor 1 reduce aún más la generación de corrientes oscuras como se ha descrito anteriormente.

Los electrodos de golpe 35 se pueden colocar directamente sobre el electrodo de almohadilla 31. En este caso, el fotodetector semiconductor 1 no incluye los UBM 33.

Disponibilidad industrial

La presente invención es aplicable a un fotodetector semiconductor retroiluminado.

Lista de signos de referencia

I Fotodetector semiconductor retroiluminado

I I Sustrato semiconductor

11a, 11b Superficie principal

13, 15 Región semiconductora

17 Región que incluye la superficie texturizada

19 Región que no incluye la superficie texturizada

31 Electrodo de almohadilla

31a, 31b Región de electrodo

35 Electrodo de impacto

D1 Distancia entre la superficie de la región que no incluye la superficie texturizada, y la posición más profunda de los rebajes de la superficie texturizada

TH1 Espesor en la posición más profunda de los rebajes de la superficie texturizada

TH2 Espesor de la región que no incluye la superficie texturizada en la dirección del espesor del sustrato semiconductor

TH3 Espesor de la región que incluye la superficie texturizada en la dirección del espesor del sustrato semiconductor

TS Superficie texturizada

TSa Región de borde de la superficie texturizada

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un fotodetector semiconductor retroiluminado (1) que comprende

un sustrato semiconductor que incluye una primera superficie principal y una segunda superficie principal opuestas entre sí, en donde

el sustrato semiconductor (11) incluye una primera región semiconductora (13) de un primer tipo de conductividad, y una pluralidad de segundas regiones semiconductoras (15) de un segundo tipo de conductividad, las segundas regiones semiconductoras dispuestas en un lado de la segunda superficie principal y constituyendo uniones pn con la primera región semiconductora, cada una de la pluralidad de segundas regiones semiconductoras incluye una primera región que incluye una superficie texturizada (TS) y una segunda región que no incluye ninguna superficie texturizada,

caracterizado por queel espesor de la primera región en una posición más profunda de los rebajes de la superficie texturizada es menor que la distancia entre la superficie de la segunda región y la posición más profunda en la dirección del espesor del sustrato semiconductor, y

la primera superficie principal es una superficie incidente de luz del sustrato semiconductor.

2. El fotodetector semiconductor retroiluminado de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el espesor de la segunda región en la dirección del espesor del sustrato semiconductor es mayor que el espesor de la primera región en la dirección del espesor del sustrato semiconductor.

3. El fotodetector semiconductor retroiluminado de acuerdo con la reivindicación 2, que comprende, además un electrodo dispuesto en la segunda región y en contacto con la segunda región.

4. El fotodetector semiconductor retroiluminado de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde la superficie texturizada de la primera región está ubicada hacia la primera superficie principal en comparación con la superficie de la segunda región en la dirección del espesor del sustrato semiconductor.

5. El fotodetector semiconductor retroiluminado de acuerdo con la reivindicación 4, en donde una región de borde de la superficie texturizada de la primera región es continua con la superficie de la segunda región y está inclinada en la dirección del espesor del sustrato semiconductor.