JP2000236064A - Junction capacitance for light receiving element - Google Patents
Junction capacitance for light receiving elementInfo
- Publication number
- JP2000236064A JP2000236064A JP11034971A JP3497199A JP2000236064A JP 2000236064 A JP2000236064 A JP 2000236064A JP 11034971 A JP11034971 A JP 11034971A JP 3497199 A JP3497199 A JP 3497199A JP 2000236064 A JP2000236064 A JP 2000236064A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- type
- diffusion layer
- junction
- layer
- semiconductor substrate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、受光素子用集積回
路に用いられる接合容量に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a junction capacitance used for an integrated circuit for a light receiving element.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、フォトセンサ、フォトインタラプ
タ、フォトカプラ等に用いられる受光素子用集積回路に
おける接合容量としては、例えば図3に示すような窒化
膜等の絶縁膜を使用したコンデンサが用いられてきた。2. Description of the Related Art Conventionally, a capacitor using an insulating film such as a nitride film as shown in FIG. 3 is used as a junction capacitance in a light receiving element integrated circuit used for a photo sensor, a photo interrupter, a photo coupler, or the like. Have been.
【0003】この従来例では、図3に示すように、P型
半導体基板37上に形成されたN型エピタキシャル層3
6が、P型拡散層38、39により、コンデンサ部のエ
ピタキシャル層領域と他のエピタキシャル層領域とに分
離されており、このコンデンサ部のエピタキシャル層領
域には、高不純物濃度のN型半導体層35、コンデンサ
部を構成する窒化膜32、及びコンデンサの一方の電極
を構成する金属層33がこの順で形成され、又コンデン
サの他方の電極となるN型半導体層35上の一部にはオ
ーミックコンタクトをとる金属層34が形成され、コン
デンサの他方の電極取り出し口となっており、コンデン
サ外部が酸化膜等の厚い保護膜31により覆われてい
る。In this conventional example, as shown in FIG. 3, an N-type epitaxial layer 3 formed on a P-type semiconductor substrate 37 is formed.
6 is separated into an epitaxial layer region of the capacitor portion and another epitaxial layer region by P-type diffusion layers 38 and 39. The N-type semiconductor layer 35 having a high impurity concentration is formed in the epitaxial layer region of the capacitor portion. , A nitride film 32 forming a capacitor portion, and a metal layer 33 forming one electrode of the capacitor are formed in this order. An ohmic contact is formed on a part of the N-type semiconductor layer 35 which becomes the other electrode of the capacitor. Is formed, and serves as a port for taking out the other electrode of the capacitor. The outside of the capacitor is covered with a thick protective film 31 such as an oxide film.
【0004】このコンデンサでは、N型半導体層35と
N型エピタキシャル層36は同じN型半導体で導通して
おり、N型エピタキシャル層36はP型半導体基板37
とPN接合を構成する。このPN接合は、受光素子にお
いてはフォトダイオードと同一構成で、フォトダイオー
ドと同一動作を行うので、N型エピタキシャル層36か
らP型半導体基板37に向かって光電流を生じる。In this capacitor, the N-type semiconductor layer 35 and the N-type epitaxial layer 36 are electrically connected by the same N-type semiconductor, and the N-type epitaxial layer 36 is a P-type semiconductor substrate 37.
And a PN junction. The PN junction has the same configuration as the photodiode in the light receiving element and performs the same operation as the photodiode, so that a photocurrent is generated from the N-type epitaxial layer 36 toward the P-type semiconductor substrate 37.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来構成では、光電流をI3とし、N型エピタキシャル
層36とオーミックコンタクトをとっている金属層34
に抵抗負荷R31が接続されるとすると、金属層34に
(R31×I3)で表される電圧降下が生じ、コンデン
サの一端が光電流I3によって電位変動を生じる。However, in the above conventional structure, the photocurrent is set to I3, and the metal layer 34 having an ohmic contact with the N-type epitaxial layer 36 is formed.
Is connected to the resistor load R31, a voltage drop represented by (R31 × I3) occurs in the metal layer 34, and one end of the capacitor undergoes potential fluctuation due to the photocurrent I3.
【0006】この電位変動の問題を解消するためには、
金属層34側を常に接地電位GND又は電源電位Vcc
などの低インピーダンス信号ラインに接続する必要があ
り、従来構成では高インピーダンス信号ラインには接続
できないという問題があった。In order to solve the problem of the potential fluctuation,
Always set the metal layer 34 side to the ground potential GND or the power supply potential Vcc.
However, the conventional configuration has a problem that it cannot be connected to a high impedance signal line.
【0007】本発明は、こうした従来技術の課題を解決
するものであり、受光素子用集積回路に用いられる接合
容量を、光によって誤動作しないようにでき、接合容量
の各電極を高インピーダンス信号ラインに接続すること
ができる受光素子用接合容量を提供することを目的とす
る。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-mentioned problems of the prior art, in which a junction capacitor used in a light receiving element integrated circuit can be prevented from malfunctioning by light, and each electrode of the junction capacitor is connected to a high impedance signal line. An object of the present invention is to provide a junction capacitance for a light receiving element that can be connected.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明の受光素子用接合
容量は、受光素子用集積回路を構成するP型半導体基板
と、該P型半導体基板上に、第1のP型埋め込み分離拡
散層と第2のP型分離拡散層により島状に分離して形成
されるN型エピタキシャル層中に、該P型半導体基板と
該第1のP型埋め込み分離拡散層との間に形成されたN
型埋め込み層と、その上部の該第1のP型埋め込み分離
拡散層と、該第1のP型埋め込み分離拡散層に達する該
第2のP型分離拡散層とによってN型ウェルが構成さ
れ、該N型ウェル中に形成されたP型ベース拡散層と、
該P型ベース拡散層中に形成されたN型エミッタ拡散層
とを有し、該N型エミッタ拡散層と該P型ベース拡散層
のPN接合を逆バイアスして接合容量としており、その
ことにより上記目的が達成される。According to the present invention, a junction capacitance for a light-receiving element comprises a P-type semiconductor substrate constituting an integrated circuit for a light-receiving element, and a first P-type buried isolation diffusion layer on the P-type semiconductor substrate. And an N-type epitaxial layer formed in an island shape by the second P-type separation / diffusion layer and formed between the P-type semiconductor substrate and the first P-type buried separation / diffusion layer.
An N-type well is formed by the mold buried layer, the first P-type buried isolation diffusion layer above the first buried layer, and the second P-type isolation diffusion layer reaching the first P-type buried isolation diffusion layer; A P-type base diffusion layer formed in the N-type well;
An N-type emitter diffusion layer formed in the P-type base diffusion layer; and a PN junction between the N-type emitter diffusion layer and the P-type base diffusion layer is reverse-biased to provide a junction capacitance. The above object is achieved.
【0009】前記N型ウェルと前記P型ベース拡散層の
PN接合を逆バイアスして接合容量としてもよい。The PN junction between the N-type well and the P-type base diffusion layer may be reverse-biased to provide a junction capacitance.
【0010】また、前記N型エミッタ拡散層と前記N型
ウェルを導通させ、該N型エミッタ拡散層と前記P型ベ
ース拡散層のPN接合を逆バイアスしてなる接合容量
と、前記N型ウェルと該P型ベース拡散層のPN接合を
逆バイアスしてなる接合容量とを並列接続してなる構成
としてもよい。The N-type emitter diffusion layer and the N-type well are electrically connected to each other, and a junction capacitance formed by reverse-biasing a PN junction between the N-type emitter diffusion layer and the P-type base diffusion layer; A configuration in which a PN junction of the P-type base diffusion layer and a junction capacitance obtained by reversely biasing the P-type base diffusion layer are connected in parallel may be adopted.
【0011】また、本発明の受光素子用接合容量は、受
光素子用集積回路を構成するP型半導体基板と、該P型
半導体基板上に、第1のP型埋め込み分離拡散層と第2
のP型分離拡散層により島状に分離して形成されN型ウ
ェルを構成する第1のN型エピタキシャル層と、該P型
半導体基板上に、第1のP型埋め込み分離拡散層と第2
のP型分離拡散層により島状に分離して形成されN型ウ
ェルを構成しない第2のN型エピタキシャル層と、該N
型ウェル中に形成されたP型ベース拡散層と、該P型ベ
ース拡散層中に形成されたN型エミッタ拡散層とを有
し、該第1のN型エピタキシャル層及び該第2のN型エ
ピタキシャル層に電源電圧又は所定の基準電圧を印加
し、該第1のP型埋め込み分離拡散層及び該第2のP型
分離拡散層と該N型ウェルのPN接合を逆バイアスして
接合容量としており、そのことにより上記目的が達成さ
れる。Further, the junction capacitance for a light receiving element of the present invention comprises a P-type semiconductor substrate constituting a light-receiving element integrated circuit, a first P-type buried isolation diffusion layer and a second P-type semiconductor substrate on the P-type semiconductor substrate.
A first N-type epitaxial layer which is formed in an island shape by the P-type isolation / diffusion layer to form an N-type well; a first P-type buried isolation / diffusion layer on the P-type semiconductor substrate;
A second N-type epitaxial layer which is formed in an island shape by the P-type separation / diffusion layer and does not constitute an N-type well;
A P-type base diffusion layer formed in the P-type well and an N-type emitter diffusion layer formed in the P-type base diffusion layer, wherein the first N-type epitaxial layer and the second N-type A power supply voltage or a predetermined reference voltage is applied to the epitaxial layer, and a PN junction between the first P-type buried isolation diffusion layer and the second P-type isolation diffusion layer and the N-type well is reverse-biased to form a junction capacitance. Therefore, the above object is achieved.
【0012】好ましくは、前記N型ウェルの不純物濃度
が、前記N型エピタキシャル層の不純物濃度より高くし
てなる構成とする。Preferably, the impurity concentration of the N-type well is higher than the impurity concentration of the N-type epitaxial layer.
【0013】以下に、本発明の作用について説明する。The operation of the present invention will be described below.
【0014】上記構成によれば、接合容量は、N型エミ
ッタ拡散層とP型ベース拡散層のPN接合の接合容量に
よって構成される。このPN接合は、N型エピタキシャ
ル層とP型半導体基板によって構成されるPN接合よ
り、はるかに浅い表面に近い部分で接合をつくる。According to the above configuration, the junction capacitance is constituted by the junction capacitance of the PN junction of the N-type emitter diffusion layer and the P-type base diffusion layer. This PN junction forms a junction at a portion much closer to the surface than the PN junction formed by the N-type epitaxial layer and the P-type semiconductor substrate.
【0015】一方、フォトセンサー、フォトインタラプ
タ、フォトカプラ等に用いられる信号光は赤外光又は赤
色光などの波長の長い光である。これらの光によって生
じる少数キャリア(光信号電流)は、ほとんどP型半導
体基板中で発生するため、島状に分離して形成されN型
ウェルを構成するN型エピタキシャル層以外の部分のN
型エピタキシャル層とP型半導体基板によるPN接合で
吸収される。On the other hand, signal light used in a photosensor, a photointerrupter, a photocoupler or the like is light having a long wavelength such as infrared light or red light. Most of the minority carriers (optical signal current) generated by these lights are generated in the P-type semiconductor substrate.
Absorbed by the PN junction between the p-type epitaxial layer and the p-type semiconductor substrate.
【0016】他方、N型エミッタ拡散層とP型ベース拡
散層のPN接合は、半導体層の浅い部分で接合をつくる
ので、これらの光に対して影響を受けず不感となり、光
によって誤動作しない接合容量を構成することができ
る。On the other hand, the PN junction between the N-type emitter diffusion layer and the P-type base diffusion layer forms a junction at a shallow portion of the semiconductor layer. The capacity can be configured.
【0017】従って、従来のように、光電流による電位
変動を抑えるために、接合容量の電極の一方を構成する
半導体の電位を電源電位や接地電位に固定する必要がな
くなり、接合容量を構成するN型エミッタ拡散層、P型
ベース拡散層のどちらでも高インピーダンス信号ライン
に接続することが可能となる。Therefore, unlike the related art, it is not necessary to fix the potential of the semiconductor forming one of the electrodes of the junction capacitor to the power supply potential or the ground potential in order to suppress the potential fluctuation due to the photocurrent, and the junction capacitance is formed. Either the N-type emitter diffusion layer or the P-type base diffusion layer can be connected to the high impedance signal line.
【0018】また、N型ウェルとP型ベース拡散層のP
N接合、並びにN型ウェルと第1のP型埋め込み分離拡
散層及び第2のP型分離拡散層によるPN接合において
も、N型エピタキシャル層とP型半導体基板によるPN
接合より半導体層の浅い部分で接合をつくるので、上記
と同様の作用をもたらす。Further, the N-type well and the P-type
Also in the N junction and the PN junction formed by the N-type well and the first P-type buried isolation diffusion layer and the second P-type isolation diffusion layer, the PN formed by the N-type epitaxial layer and the P-type semiconductor substrate is also used.
Since the junction is formed in a portion of the semiconductor layer which is shallower than the junction, the same operation as described above is provided.
【0019】また、N型エミッタ拡散層とN型ウェルを
導通させ、N型エミッタ拡散層とP型ベース拡散層のP
N接合を逆バイアスしてなる接合容量と、N型ウェルと
P型ベース拡散層のPN接合を逆バイアスしてなる接合
容量とを並列接続してなる構成にすると、接合容量の容
量値を増大させることが可能となる。The N-type emitter diffusion layer and the N-type well are made conductive, and the N-type emitter diffusion layer and the P-type
When a junction capacitance formed by reverse-biasing the N-junction and a junction capacitance formed by reverse-biasing the PN junction of the N-type well and the P-type base diffusion layer are connected in parallel, the capacitance value of the junction capacitance increases. It is possible to do.
【0020】更に、N型ウェルの不純物濃度を、N型エ
ピタキシャル層の不純物濃度より高くしてなる構成にす
ると、N型ウェルと第1のP型埋め込み分離拡散層及び
第2のP型分離拡散層で構成されるPN接合の接合容量
を大きくすることが可能となる。Further, when the impurity concentration of the N-type well is made higher than the impurity concentration of the N-type epitaxial layer, the N-type well, the first P-type buried isolation diffusion layer, and the second P-type isolation diffusion It is possible to increase the junction capacitance of the PN junction composed of layers.
【0021】[0021]
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
面に基づいて具体的に説明する。Embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings.
【0022】(実施形態1)図1に、本発明の実施形態
1による受光素子用接合容量を構成する半導体層の断面
構造を示す。(Embodiment 1) FIG. 1 shows a cross-sectional structure of a semiconductor layer constituting a junction capacitance for a light receiving element according to Embodiment 1 of the present invention.
【0023】この実施形態1は、図1に示すように、受
光素子用集積回路を構成するP型半導体基板101A
と、このP型半導体基板101A上に、第1のP型埋め
込み分離拡散層103Aと第2のP型分離拡散層104
Aにより島状に分離して形成されるN型エピタキシャル
層105A中に、P型半導体基板101Aと第1のP型
埋め込み分離拡散層103Aとの間に形成されたN型埋
め込み層102Aと、その上部の第1のP型埋め込み分
離拡散層103Aと、この第1のP型埋め込み分離拡散
層103Aに達する第2のP型分離拡散層104Aとに
よってN型ウェルが構成され、このN型ウェル中に形成
されたP型ベース拡散層106Aと、このP型ベース拡
散層106A中に形成されたN型エミッタ拡散層107
Aとを有し、N型エミッタ拡散層107AとP型ベース
拡散層106AのPN接合を逆バイアスして接合容量と
するものである。In the first embodiment, as shown in FIG. 1, a P-type semiconductor substrate 101A constituting an integrated circuit for a light receiving element is used.
And a first P-type buried isolation / diffusion layer 103A and a second P-type isolation / diffusion layer 104 on the P-type semiconductor substrate 101A.
An N-type buried layer 102A formed between a P-type semiconductor substrate 101A and a first P-type buried isolation / diffusion layer 103A in an N-type epitaxial layer 105A formed into islands by A, The upper first P-type buried isolation / diffusion layer 103A and the second P-type isolation / diffusion layer 104A reaching the first P-type buried isolation / diffusion layer 103A constitute an N-type well. And a N-type emitter diffusion layer 107 formed in the P-type base diffusion layer 106A.
A, which reverse biases the PN junction of the N-type emitter diffusion layer 107A and the P-type base diffusion layer 106A to form a junction capacitance.
【0024】接合容量は、N型ウェル105AとP型ベ
ース拡散層106AのPN接合を逆バイアスして構成し
てもよい。The junction capacitance may be configured by reverse biasing the PN junction between the N-type well 105A and the P-type base diffusion layer 106A.
【0025】また、N型エミッタ拡散層107AとN型
ウェル105Aを導通させ、N型エミッタ拡散層107
AとP型ベース拡散層106AのPN接合を逆バイアス
してなる接合容量と、N型ウェル105AとP型ベース
拡散層106AのPN接合を逆バイアスしてなる接合容
量とを並列接続してなる構成としてもよい。The N-type emitter diffusion layer 107A and the N-type well 105A are made conductive, and the N-type
A junction capacitance formed by reverse-biasing the PN junction between A and the P-type base diffusion layer 106A and a junction capacitance formed by reverse-biasing the PN junction between the N-type well 105A and the P-type base diffusion layer 106A are connected in parallel. It may be configured.
【0026】更には、接合容量は、N型エピタキシャル
層105A,105Bに電源電圧又は所定の基準電圧を
印加し、第1のP型埋め込み分離拡散層103A及び第
2のP型分離拡散層104AとN型ウェル105AのP
N接合を逆バイアスして構成してもよい。Further, the junction capacitance is determined by applying a power supply voltage or a predetermined reference voltage to the N-type epitaxial layers 105A and 105B, and forming a junction between the first P-type buried isolation diffusion layer 103A and the second P-type isolation diffusion layer 104A. P of N-type well 105A
The N junction may be configured with a reverse bias.
【0027】より詳しくは、この実施形態1では、図1
に示すように、接合容量を形成する部分の断面は、P型
半導体基板101A上に、N型埋め込み拡散層102
A、第1のP型埋め込み分離拡散層103A、第1のP
型埋め込み分離拡散層103A及び第2のP型分離拡散
層104Aで島状に分離して形成されN型ウェルを構成
するN型エピタキシャル層105A、N型ウェル中に形
成され、NPNトランジスタのベース層を構成する拡散
層と同一のP型ベース拡散層106A、P型ベース拡散
層106A中に形成され、NPNトランジスタのエミッ
タ層を構成する拡散層と同一のN型エミッタ拡散層10
7A、及び酸化膜等による保護膜116Aが、この順で
形成されている。More specifically, in the first embodiment, FIG.
As shown in FIG. 5, the cross section of the portion where the junction capacitance is formed is formed on an N-type buried diffusion layer 102 on a P-type semiconductor substrate 101A.
A, first P-type buried isolation diffusion layer 103A, first P
An N-type epitaxial layer 105A formed in the N-type well and separated in an island shape by the type-buried isolation / diffusion layer 103A and the second P-type isolation / diffusion layer 104A; a base layer of the NPN transistor; And the same N-type emitter diffusion layer 10A formed in the P-type base diffusion layer 106A as the diffusion layer constituting the emitter layer of the NPN transistor.
7A and a protective film 116A of an oxide film or the like are formed in this order.
【0028】更に、N型エピタキシャル層の上層部にお
いて、N型エピタキシャル層(N型ウェル)105Aと
オーミックコンタクトをとるためのN型エミッタ拡散層
108Aが形成され、第1のP型埋め込み分離拡散層1
03A、103Bと第2のP型分離拡散層104A、1
04Bで分離されたN型エピタキシャル層105Bとオ
ーミックコンタクトをとるためのN型エミッタ拡散層1
09Aが形成され、第2のP型分離拡散層104Aとオ
ーミックコンタクトをとるためのP型ベース拡散層11
0Aが形成されている。Further, an N-type emitter diffusion layer 108A for making ohmic contact with the N-type epitaxial layer (N-type well) 105A is formed in the upper layer of the N-type epitaxial layer, and the first P-type buried isolation diffusion layer is formed. 1
03A, 103B and the second P-type isolation / diffusion layers 104A, 104A,
N-type emitter diffusion layer 1 for making ohmic contact with N-type epitaxial layer 105B separated at 04B
09A is formed, and a P-type base diffusion layer 11 for making ohmic contact with the second P-type isolation / diffusion layer 104A is formed.
0A is formed.
【0029】P型ベース拡散層110Aには電極用配線
111Aが形成され、N型エミッタ拡散層108Aには
電極用配線112Aが形成され、P型ベース拡散層10
6Aには電極用配線113Aが形成されている。また、
N型エミッタ拡散層107Aには電極用配線114Aが
形成され、N型エミッタ拡散層109Aには電極用配線
115Aが形成されている。An electrode wiring 111A is formed on the P-type base diffusion layer 110A, an electrode wiring 112A is formed on the N-type emitter diffusion layer 108A, and the P-type base diffusion layer 10A is formed.
An electrode wiring 113A is formed on 6A. Also,
An electrode wiring 114A is formed on the N-type emitter diffusion layer 107A, and an electrode wiring 115A is formed on the N-type emitter diffusion layer 109A.
【0030】上記構成によれば、接合容量は、N型エミ
ッタ拡散層107AとP型ベース拡散層106AのPN
接合の接合容量によって構成される。このPN接合は、
N型エピタキシャル層105B,105B’,105C
とP型半導体基板101Aによって構成されるPN接合
より、はるかに浅い表面に近い部分の半導体層で接合を
つくる。According to the above configuration, the junction capacitance is determined by the PN of the N-type emitter diffusion layer 107A and the P-type base diffusion layer 106A.
It is constituted by the junction capacity of the junction. This PN junction is
N-type epitaxial layers 105B, 105B ', 105C
Then, a junction is formed in a portion of the semiconductor layer that is much closer to the surface than the PN junction formed by the P-type semiconductor substrate 101A.
【0031】一方、フォトセンサー、フォトインタラプ
タ、フォトカプラ等に用いられる信号光は、赤外光又は
赤色光などの波長の長い光である。これらの光によって
生じる少数キャリア(光信号電流)は、ほとんどP型半
導体基板101A中で発生するため、島状に分離して形
成されN型ウェルを構成するN型エピタキシャル層10
5A以外の部分のN型エピタキシャル層105B,10
5B’,105CとP型半導体基板101AによるPN
接合で吸収される。On the other hand, the signal light used for the photosensor, photointerrupter, photocoupler and the like is light having a long wavelength such as infrared light or red light. Since the minority carriers (optical signal currents) generated by these lights are mostly generated in the P-type semiconductor substrate 101A, the N-type epitaxial layer 10 which is formed in an island shape and forms an N-type well is formed.
N-type epitaxial layers 105B and 10 in portions other than 5A
5B ′, 105C and P-type semiconductor substrate 101A
Absorbed at the junction.
【0032】他方、N型エミッタ拡散層107AとP型
ベース拡散層106AのPN接合は、半導体層の浅い部
分で接合をつくるので、これらの光に対して影響を受け
ず不感となる。On the other hand, the PN junction between the N-type emitter diffusion layer 107A and the P-type base diffusion layer 106A forms a junction at a shallow portion of the semiconductor layer, and is insensitive to such light.
【0033】従って、N型エミッタ拡散層107Aと、
P型ベース拡散層106AのPN接合を使用した接合容
量の電極取り出し口である電極用配線113A、114
Aのいずれの端子にも高インピーダンス信号ラインを接
続することができる。Therefore, the N-type emitter diffusion layer 107A,
Electrode wirings 113A and 114 serving as an electrode outlet of a junction capacitance using a PN junction of the P-type base diffusion layer 106A
A high impedance signal line can be connected to any terminal of A.
【0034】同様に、N型ウェル105AとP型ベース
拡散層106AのPN接合を使用する場合には、その接
合容量の電極取り出し口である電極用配線112A、1
13Aのいずれの端子にも高インピーダンス信号ライン
を接続することができる。Similarly, when the PN junction of the N-type well 105A and the P-type base diffusion layer 106A is used, the electrode wiring 112A, 1
A high impedance signal line can be connected to any terminal of 13A.
【0035】また、N型エミッタ拡散層107AとN型
ウェル105Aを金属等の導電体で接続して導通させ、
N型エミッタ拡散層107AとP型ベース拡散層106
AのPN接合を逆バイアスしてなる接合容量と、N型ウ
ェル105AとP型ベース拡散層106AのPN接合を
逆バイアスしてなる接合容量とを並列接続してなる構成
として、接合容量の容量値を増大させることもできる。Further, the N-type emitter diffusion layer 107A and the N-type well 105A are connected to each other by a conductor such as a metal to make them conductive.
N-type emitter diffusion layer 107A and P-type base diffusion layer 106
A junction capacitance obtained by reverse-biasing the PN junction of A and a junction capacitance obtained by reverse-biasing the PN junction of the N-type well 105A and the P-type base diffusion layer 106A are connected in parallel. The value can also be increased.
【0036】更には、第1のP型埋め込み分離拡散層1
03A,103B及び第2のP型分離拡散層104A,
104Bにより島状に分離して形成され、N型ウェルを
構成しないN型エピタキシャル層105B、並びに第1
のP型埋め込み分離拡散層103A及び第2のP型分離
拡散層104Aにより島状に分離して形成され、N型ウ
ェルを構成するN型エピタキシャル層105Aを、電源
電圧とするか、又は第1のP型埋め込み分離拡散層10
3A及び第2のP型分離拡散層104Aの電位以上の所
定の電圧とすることで、第1のP型埋め込み分離拡散層
103AとN型エピタキシャル層105B,105Aの
PN接合、及び第2のP型分離拡散層104AとN型エ
ピタキシャル層105B,105AのPN接合は逆バイ
アスされる。Further, the first P-type buried isolation / diffusion layer 1
03A, 103B and the second P-type separation / diffusion layer 104A,
An N-type epitaxial layer 105B which is formed in an island shape by 104B and does not constitute an N-type well;
The N-type epitaxial layer 105A, which is formed in an island shape by the P-type buried isolation / diffusion layer 103A and the second P-type isolation / diffusion layer 104A and forms an N-type well, is used as a power supply voltage, P-type buried isolation diffusion layer 10
The PN junction between the first P-type buried isolation diffusion layer 103A and the N-type epitaxial layers 105B and 105A, and the second P The PN junction between the mold separation / diffusion layer 104A and the N-type epitaxial layers 105B and 105A is reverse-biased.
【0037】ここで、第1のP型埋め込み分離拡散層1
03AとN型ウェルであるN型エピタキシャル層105
A、及び第2のP型分離拡散層104AとN型エピタキ
シャル層105AのPN接合も、赤外光、赤色光の影響
は軽微である。Here, the first P-type buried isolation / diffusion layer 1
03A and N-type epitaxial layer 105 which is an N-type well
A and the PN junction between the second P-type isolation / diffusion layer 104A and the N-type epitaxial layer 105A are also slightly affected by infrared light and red light.
【0038】従って、このPN接合を逆バイアスし接合
容量として使用するとき、接合容量の電極取り出し口で
ある電極用配線111A、112Aのいずれの端子にも
高インピーダンス信号ラインを接続することができる。Therefore, when the PN junction is reverse-biased and used as a junction capacitance, a high impedance signal line can be connected to any terminal of the electrode wirings 111A and 112A, which is an electrode outlet of the junction capacitance.
【0039】(実施形態2)図2に、本発明の実施形態
2による受光素子用接合容量を構成する半導体層の断面
構造を示す。(Embodiment 2) FIG. 2 shows a sectional structure of a semiconductor layer constituting a junction capacitance for a light receiving element according to Embodiment 2 of the present invention.
【0040】この実施形態2は、図2に示すように、上
述した実施形態1に対し、N型ウェル105Aに高濃度
のN型不純物拡散領域201Aを形成する点で相違し、
その他の構成は実施形態1の場合と同様である。この構
成により、接合容量を増大させることが可能となる。As shown in FIG. 2, the second embodiment differs from the first embodiment in that a high-concentration N-type impurity diffusion region 201A is formed in the N-type well 105A.
Other configurations are the same as those in the first embodiment. With this configuration, it is possible to increase the junction capacitance.
【0041】一般に、接合容量値は、PN接合を構成す
るP型半導体及びN型半導体の不純物濃度に比例するの
で、不純物濃度が高いほど接合容量の容量値は増大す
る。Generally, the junction capacitance value is proportional to the impurity concentration of the P-type semiconductor and the N-type semiconductor constituting the PN junction. Therefore, the higher the impurity concentration, the larger the capacitance value of the junction capacitance.
【0042】しかしながら、図1に示すN型ウェル10
5Aは、N型エピタキシャル層であって、通常NPNト
ランジスタのコレクタ領域を構成するため、不純物濃度
が低くなっている。このため、N型ウェル105Aと第
1のP型埋め込み分離拡散層103A及び第2のP型分
離拡散層104Aで構成されるPN接合の接合容量は大
きくできない。However, the N-type well 10 shown in FIG.
5A is an N-type epitaxial layer, which has a low impurity concentration because it normally constitutes the collector region of the NPN transistor. Therefore, the junction capacitance of the PN junction composed of the N-type well 105A, the first P-type buried isolation / diffusion layer 103A, and the second P-type isolation / diffusion layer 104A cannot be increased.
【0043】これに対し、図2に示すように、N型ウェ
ル105AにN型不純物を高濃度に拡散させ、高濃度の
N型不純物拡散領域201Aを形成すると、N型ウェル
105Aにおける高濃度のN型不純物拡散領域201A
と第1のP型埋め込み分離拡散層103Aで構成される
PN接合の接合容量を大きくすることが可能となる。従
って、N型ウェル105Aと第1のP型埋め込み分離拡
散層103A及び第2のP型分離拡散層104Aで構成
されるPN接合の全体の接合容量を大きくすることがで
きる。On the other hand, as shown in FIG. 2, when the N-type impurity is diffused in the N-type well 105A at a high concentration to form the high-concentration N-type impurity diffusion region 201A, the high-concentration in the N-type well 105A is increased. N-type impurity diffusion region 201A
And the first P-type buried isolation / diffusion layer 103A can increase the junction capacitance of the PN junction. Therefore, the entire junction capacitance of the PN junction formed by the N-type well 105A, the first P-type buried isolation / diffusion layer 103A, and the second P-type isolation / diffusion layer 104A can be increased.
【0044】[0044]
【発明の効果】以上説明したように、本発明の受光素子
用接合容量は、N型エミッタ拡散層とP型ベース拡散層
のPN接合、N型ウェルとP型ベース拡散層のPN接
合、又はN型ウェルと第1のP型埋め込み分離拡散層及
び第2のP型分離拡散層によるPN接合によって構成す
るので、N型エピタキシャル層とP型半導体基板によっ
て構成されるPN接合より、はるかに浅い表面に近い部
分の半導体層で接合をつくることができる。As described above, the junction capacitance for a light-receiving element of the present invention is a PN junction between an N-type emitter diffusion layer and a P-type base diffusion layer, a PN junction between an N-type well and a P-type base diffusion layer, or Since the PN junction is formed by the N-type well, the first P-type buried isolation diffusion layer and the second P-type isolation diffusion layer, it is much shallower than the PN junction formed by the N-type epitaxial layer and the P-type semiconductor substrate. A junction can be formed in a portion of the semiconductor layer close to the surface.
【0045】従って、赤外光又は赤色光などの波長の長
い光である信号光によって生じる少数キャリアは、ほと
んどP型半導体基板中で発生するため、N型エピタキシ
ャル層とP型半導体基板によるPN接合で吸収されるの
で、上記した半導体層の浅い部分でPN接合をつくる本
発明の構成では、これらの光に対して影響を受けず不感
となり、光によって誤動作しない接合容量を構成するこ
とができる。Therefore, since minority carriers generated by signal light having a long wavelength such as infrared light or red light are mostly generated in the P-type semiconductor substrate, a PN junction between the N-type epitaxial layer and the P-type semiconductor substrate is generated. In the above-described configuration of the present invention in which a PN junction is formed in a shallow portion of the semiconductor layer, the junction capacitance is not affected by such light and is insensitive, and does not malfunction due to light.
【0046】その結果、従来のように、光電流による電
位変動を抑えるために、接合容量の電極の一方を構成す
る半導体の電位を電源電位や接地電位に固定する必要が
なくなり、接合容量を構成する電極はどちらも高インピ
ーダンス信号ラインと接続することが可能となり、接合
容量を介しての信号伝達、いわゆるAC結合可能な容量
を提供することができる。As a result, it is not necessary to fix the potential of the semiconductor forming one of the electrodes of the junction capacitor to the power supply potential or the ground potential in order to suppress the potential fluctuation due to the photocurrent as in the conventional case. Both electrodes can be connected to a high-impedance signal line, and can provide signal transmission via a junction capacitance, so-called AC-coupled capacitance.
【0047】また、N型エミッタ拡散層とN型ウェルを
導通させ、N型エミッタ拡散層とP型ベース拡散層のP
N接合を逆バイアスしてなる接合容量と、N型ウェルと
P型ベース拡散層のPN接合を逆バイアスしてなる接合
容量とを並列接続してなる構成にすると、接合容量の容
量値を増大させることができる。The N-type emitter diffusion layer and the N-type well are made conductive, and the N-type emitter diffusion layer and the P-type base
When a junction capacitance formed by reverse-biasing the N-junction and a junction capacitance formed by reverse-biasing the PN junction of the N-type well and the P-type base diffusion layer are connected in parallel, the capacitance value of the junction capacitance increases. Can be done.
【0048】更に、N型ウェルの不純物濃度を、N型エ
ピタキシャル層の不純物濃度より高くしてなる構成にす
ると、N型ウェルと第1のP型埋め込み分離拡散層及び
第2のP型分離拡散層で構成されるPN接合の接合容量
を大きくすることができる。Further, when the impurity concentration of the N-type well is made higher than the impurity concentration of the N-type epitaxial layer, the N-type well, the first P-type buried isolation diffusion layer, and the second P-type isolation diffusion The junction capacitance of the PN junction composed of layers can be increased.
【図1】本発明の実施形態1による受光素子用接合容量
を構成する半導体層の断面構造を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a cross-sectional structure of a semiconductor layer forming a junction capacitance for a light receiving element according to a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明の実施形態2による受光素子用接合容量
を構成する半導体層の断面構造を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a cross-sectional structure of a semiconductor layer constituting a junction capacitance for a light receiving element according to a second embodiment of the present invention.
【図3】従来の受光素子用接合容量を構成する半導体層
の断面構造を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a cross-sectional structure of a semiconductor layer constituting a conventional junction capacitance for a light receiving element.
101A P型半導体基板 102A N型埋め込み層 103A,103B 第1のP型埋め込み分離拡散層 104A,104B 第2のP型分離拡散層 105A N型ウェルを構成する島状のN型エピタキシ
ャル層 105B,105B’ N型ウェルを構成しない島状の
N型エピタキシャル層 105C N型エピタキシャル層 106A,110A P型ベース拡散層 107A,108A,109A N型エミッタ拡散層 111A〜115A 電極用配線 116A 保護膜 201A 高濃度のN型不純物拡散領域101A P-type semiconductor substrate 102A N-type buried layer 103A, 103B First P-type buried separation / diffusion layer 104A, 104B Second P-type separation / diffusion layer 105A Island-shaped N-type epitaxial layer 105B, 105B constituting N-type well '' Island-shaped N-type epitaxial layer 105C that does not form an N-type well 105C N-type epitaxial layer 106A, 110A P-type base diffusion layer 107A, 108A, 109A N-type emitter diffusion layer 111A to 115A Electrode wiring 116A Protective film 201A High concentration N-type impurity diffusion region
Claims (5)
体基板と、 該P型半導体基板上に、第1のP型埋め込み分離拡散層
と第2のP型分離拡散層により島状に分離して形成され
るN型エピタキシャル層中に、該P型半導体基板と該第
1のP型埋め込み分離拡散層との間に形成されたN型埋
め込み層と、その上部の該第1のP型埋め込み分離拡散
層と、該第1のP型埋め込み分離拡散層に達する該第2
のP型分離拡散層とによってN型ウェルが構成され、 該N型ウェル中に形成されたP型ベース拡散層と、 該P型ベース拡散層中に形成されたN型エミッタ拡散層
とを有し、 該N型エミッタ拡散層と該P型ベース拡散層のPN接合
を逆バイアスして接合容量とする受光素子用接合容量。1. A P-type semiconductor substrate constituting an integrated circuit for a light-receiving element, and an island-shaped separation on the P-type semiconductor substrate by a first P-type buried isolation diffusion layer and a second P-type isolation diffusion layer. An N-type buried layer formed between the P-type semiconductor substrate and the first P-type buried isolation diffusion layer in the N-type epitaxial layer formed by A buried isolation diffusion layer and the second P type buried isolation diffusion layer reaching the buried isolation diffusion layer;
An N-type well is formed by the P-type isolation diffusion layer, and has a P-type base diffusion layer formed in the N-type well and an N-type emitter diffusion layer formed in the P-type base diffusion layer. And a junction capacitance for a light receiving element, wherein the PN junction between the N-type emitter diffusion layer and the P-type base diffusion layer is reverse-biased to make a junction capacitance.
体基板と、 該P型半導体基板上に、第1のP型埋め込み分離拡散層
と第2のP型分離拡散層により島状に分離して形成され
るN型エピタキシャル層中に、該P型半導体基板と該第
1のP型埋め込み分離拡散層との間に形成されたN型埋
め込み層と、その上部の該第1のP型埋め込み分離拡散
層と、該第1のP型埋め込み分離拡散層に達する該第2
のP型分離拡散層とによってN型ウェルが構成され、 該N型ウェル中に形成されたP型ベース拡散層と、 該P型ベース拡散層中に形成されたN型エミッタ拡散層
とを有し、 該N型ウェルと該P型ベース拡散層のPN接合を逆バイ
アスして接合容量とする受光素子用接合容量。2. A P-type semiconductor substrate constituting an integrated circuit for a light receiving element, and an island-like separation by a first P-type buried isolation diffusion layer and a second P-type isolation diffusion layer on the P-type semiconductor substrate. An N-type buried layer formed between the P-type semiconductor substrate and the first P-type buried isolation diffusion layer in the N-type epitaxial layer formed by A buried isolation diffusion layer and the second P type buried isolation diffusion layer reaching the buried isolation diffusion layer;
An N-type well is formed by the P-type isolation diffusion layer, and has a P-type base diffusion layer formed in the N-type well and an N-type emitter diffusion layer formed in the P-type base diffusion layer. And a junction capacitance for a light-receiving element, wherein the PN junction between the N-type well and the P-type base diffusion layer is reverse-biased to be a junction capacitance.
体基板と、 該P型半導体基板上に、第1のP型埋め込み分離拡散層
と第2のP型分離拡散層により島状に分離して形成され
るN型エピタキシャル層中に、該P型半導体基板と該第
1のP型埋め込み分離拡散層との間に形成されたN型埋
め込み層と、その上部の該第1のP型埋め込み分離拡散
層と、該第1のP型埋め込み分離拡散層に達する該第2
のP型分離拡散層とによってN型ウェルが構成され、 該N型ウェル中に形成されたP型ベース拡散層と、 該P型ベース拡散層中に形成されたN型エミッタ拡散層
とを有し、 該N型エミッタ拡散層と該N型ウェルを導通させ、該N
型エミッタ拡散層と該P型ベース拡散層のPN接合を逆
バイアスしてなる接合容量と、該N型ウェルと該P型ベ
ース拡散層のPN接合を逆バイアスしてなる接合容量と
を並列接続してなる受光素子用接合容量。3. A P-type semiconductor substrate constituting an integrated circuit for a light receiving element, and an island-like separation by a first P-type buried isolation diffusion layer and a second P-type isolation diffusion layer on the P-type semiconductor substrate. An N-type buried layer formed between the P-type semiconductor substrate and the first P-type buried isolation diffusion layer in the N-type epitaxial layer formed by A buried isolation diffusion layer and the second P type buried isolation diffusion layer reaching the buried isolation diffusion layer;
An N-type well is formed by the P-type isolation diffusion layer, and has a P-type base diffusion layer formed in the N-type well and an N-type emitter diffusion layer formed in the P-type base diffusion layer. The N-type emitter diffusion layer and the N-type well are electrically connected to each other;
A junction capacitance formed by reverse-biasing the PN junction between the N-type emitter diffusion layer and the P-type base diffusion layer and a junction capacitance formed by reverse-biasing the PN junction between the N-type well and the P-type base diffusion layer are connected in parallel. The junction capacitance for the light receiving element.
体基板と、 該P型半導体基板上に、第1のP型埋め込み分離拡散層
と第2のP型分離拡散層により島状に分離して形成され
N型ウェルを構成する第1のN型エピタキシャル層と、 該P型半導体基板上に、第1のP型埋め込み分離拡散層
と第2のP型分離拡散層により島状に分離して形成され
N型ウェルを構成しない第2のN型エピタキシャル層
と、 該N型ウェル中に形成されたP型ベース拡散層と、 該P型ベース拡散層中に形成されたN型エミッタ拡散層
とを有し、 該第1のN型エピタキシャル層及び該第2のN型エピタ
キシャル層に電源電圧又は所定の基準電圧を印加し、 該第1のP型埋め込み分離拡散層及び該第2のP型分離
拡散層と該N型ウェルのPN接合を逆バイアスして接合
容量とする受光素子用接合容量。4. A P-type semiconductor substrate constituting an integrated circuit for a light-receiving element, and an island-shaped separation on the P-type semiconductor substrate by a first P-type buried isolation diffusion layer and a second P-type isolation diffusion layer. A first N-type epitaxial layer formed to form an N-type well, and an island-like isolation on the P-type semiconductor substrate by a first P-type buried isolation diffusion layer and a second P-type isolation diffusion layer A second N-type epitaxial layer formed without forming an N-type well, a P-type base diffusion layer formed in the N-type well, and an N-type emitter diffusion formed in the P-type base diffusion layer A power supply voltage or a predetermined reference voltage is applied to the first N-type epitaxial layer and the second N-type epitaxial layer; and the first P-type buried isolation diffusion layer and the second The PN junction between the P-type isolation diffusion layer and the N-type well is connected in reverse bias. The junction capacitance for the light receiving element to be the combined capacitance.
型エピタキシャル層の不純物濃度より高くしてなる請求
項1〜請求項4のいずれかに記載の受光素子用接合容
量。5. The semiconductor device according to claim 1, wherein said N-type well has an impurity concentration of said N-type well.
The junction capacitance for a light receiving element according to claim 1, wherein the junction capacitance is higher than an impurity concentration of the type epitaxial layer.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03497199A JP3794606B2 (en) | 1999-02-12 | 1999-02-12 | Junction capacitance for light receiving element |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03497199A JP3794606B2 (en) | 1999-02-12 | 1999-02-12 | Junction capacitance for light receiving element |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000236064A true JP2000236064A (en) | 2000-08-29 |
JP3794606B2 JP3794606B2 (en) | 2006-07-05 |
Family
ID=12429038
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP03497199A Expired - Fee Related JP3794606B2 (en) | 1999-02-12 | 1999-02-12 | Junction capacitance for light receiving element |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3794606B2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN100414685C (en) * | 2006-08-28 | 2008-08-27 | 汤庆敏 | Manufacturing process of semiconductor device chip punch through isolation area and PN junction |
JP2009049317A (en) * | 2007-08-22 | 2009-03-05 | Nec Electronics Corp | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
-
1999
- 1999-02-12 JP JP03497199A patent/JP3794606B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN100414685C (en) * | 2006-08-28 | 2008-08-27 | 汤庆敏 | Manufacturing process of semiconductor device chip punch through isolation area and PN junction |
JP2009049317A (en) * | 2007-08-22 | 2009-03-05 | Nec Electronics Corp | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3794606B2 (en) | 2006-07-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4847210A (en) | Integrated pin photo-detector method | |
US4926231A (en) | Integrated pin photo-detector | |
JPH0467789B2 (en) | ||
JP2001345436A (en) | Photosensitive element with built-in circuit | |
US4318115A (en) | Dual junction photoelectric semiconductor device | |
JPH05110048A (en) | Opto-electronic integrated circuit | |
US5600173A (en) | Semiconductor device capable of detecting a light position | |
JP3794606B2 (en) | Junction capacitance for light receiving element | |
JPH10289994A (en) | Optical sensor integrated circuit device | |
EP0222338B1 (en) | Semiconductor photo-sensing device | |
JPH06268254A (en) | Semiconductor device | |
US5142342A (en) | Optocoupler | |
JPH10284752A (en) | Optical sensor | |
JP2649862B2 (en) | Manufacturing method of photodetector with built-in circuit | |
JP3504114B2 (en) | Photodetector with built-in circuit | |
JP3129801B2 (en) | Light receiving element and how to use the light receiving element | |
JPH0394478A (en) | Semiconductor device | |
JPH02194558A (en) | Semiconductor device and manufacture thereof | |
JPH02196463A (en) | Photodetector with built-in circuit | |
JP2661629B2 (en) | Integrated photo detector | |
JPH0621815B2 (en) | Semiconductor photodetector | |
JPH02142181A (en) | Photodetector incorporated in circuit | |
JPS5996784A (en) | Photo coupling semiconductor device | |
JP2000269537A (en) | Semiconductor light receiving device | |
JPH02241066A (en) | Semiconductor photodetector |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060105 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060201 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20060407 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060407 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |