JP2002118280A

JP2002118280A - 半導体受光装置

Info

Publication number: JP2002118280A
Application number: JP2000305768A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Kashu; 和弘夏秋; Masaru Kubo; 勝久保; Toshihiko Fukushima; 稔彦福島; Naoki Fukunaga; 直樹福永; Yoshihei Tani; 善平谷
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2000-10-05
Filing date: 2000-10-05
Publication date: 2002-04-19

Abstract

(57)【要約】【課題】短波長の信号光に対して高感度で高速応答性
を有する半導体受光装置を提供する。【解決手段】半導体受光装置は、第１導電型層２，４
上に第２導電型層５が積層された受光領域７，８を含
み、その第２導電型層５の表面から所定深さまではＳｉ
Ｇｅ混晶層５，４で構成されており、このＳｉＧｅ層
４，５は、（ＳｉＧｅ層の底面における光の強度）／
（ＳｉＧｅ層の表面における光の強度）＝０．１となる
厚さより小さな厚さを有し、かつ受光装置の動作時に受
光領域に印加される逆バイアス電圧の存在下における空
乏層の上面がＳｉＧｅ層の底面以上に至るがその表面ま
では至ることのない厚さより大きな厚さを有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は半導体受光装置に関
し、特に、短波長の光に対して高感度と高速応答性を有
する半導体受光装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】受光素子の一種であるフォトダイオード
は、光信号を電気信号に変換する機能を有し、光ピック
アップや光空間伝送などに幅広く利用されている。近年
では、ＣＤやＤＶＤなどの光記録媒体の利用が進むにつ
れて、光ピックアップに用いられるフォトダイオードの
研究が積極的に進められている。光記録媒体の記録密度
は、光信号の光源として用いられる半導体レーザ素子の
発振波長を短くするほど高めることができる。したがっ
て、光ピックアップに用いられるレーザの発振波長もＣ
Ｄ用で７８０ｎｍ、ＤＶＤ用で６５０ｎｍのように短く
なり、将来的には４１０ｎｍ前後の波長を有するレーザ
光が使用されると考えられている。

【０００３】ところで、光信号用の光源となるレーザの
波長を短くすれば、シリコン中における光吸収係数が大
きくなる。たとえば、シリコン中では６５０ｎｍの波長
の光についての吸収係数は２５００ｃｍ^-1であるのに対
して、４１０ｎｍの波長の光についての吸収係数は３０
０００ｃｍ^-1であって、実に１０倍以上になる。その結
果、シリコン表面からその内部に侵入した光の強度がそ
の表面における光の強度の１０％になる深さは、波長６
５０ｎｍの光について９．２μｍであるのに対して、波
長４１０ｎｍの光については０．７６μｍになって１／
１０以下の深さになる。したがって、信号光の波長が短
くなるほど半導体表面近くで発生する電子・正孔対が増
加し、半導体表面近傍におけるキャリアの振舞いが受光
素子の感度に大きな影響を与えると考えられる。

【０００４】図１２は、特開平９−２９８３０８に開示
された受光素子を模式的な断面図で示している。この受
光素子において、ｎ型基板２０１上に、ｎ型エピタキシ
ャル層２０２が形成されている。ｎ型エピタキシャル層
２０２の表面の所定領域に、熱酸化膜２０３で分離され
た複数のｐ型拡散領域２０４が形成されている。これら
のｐ型拡散領域２０４は、たとえばボロンなどの不純物
を含んでいる。

【０００５】このような受光素子においてその高速動作
に有効な光電流出力となり得るのは、主として空乏層２
０５（図１１中で破線で囲まれた領域）内で吸収される
光によって生じる電子・正孔対である。この空乏層２０
５の上下両側界面から拡散長程度以内の領域で発生した
キャリアも拡散によって空乏層２０５内に到達して光電
流になり得るが、それらのキャリアが表面再結合して消
滅すれば受光素子の感度低下を招くことになる。

【０００６】図１３中の曲線（ａ）は、受光素子のｐ型
拡散領域内の不純物分布プロファイルの一例を示してい
る。このｐ型不純物分布においては、半導体層表面から
熱酸化膜中に不純物が取込まれたことなどによって、あ
る深さの領域よりも表面において不純物濃度が低下して
いる。このような不純物濃度プロファイルの下では、表
面近傍において表面側に向かう内部電界の傾斜によって
表面再結合が増加し、受光素子の感度が低下するおそれ
がある。したがって、特開平９−２９８３０８において
は、図１２中の実線（ｂ）で示されているように表面か
ら基板側へ向けて低下する不純物濃度勾配を持たせるこ
とによって、基板側へ向かう内部電界の傾斜を生じさ
せ、すなわち表面再結合中心へキャリアが拡散しないよ
うな不純物濃度プロファイルを採用している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】特開平９−２９８３０
８に開示されているような受光素子においても、以下の
ような問題が存在している。第１に、信号光が短波長化
した場合に、ｐ型拡散層２０４の表面近傍で発生するキ
ャリアの増加に伴って、空乏層内２０５へ遅れて移動し
てくるそれらのキャリアの存在が受光素子の高速動作の
妨げになるという問題がある。第２に、信号光が短波長
化した場合に、受光素子の表面近傍で吸収される光が増
大し、Ｓｉ表面再結合で消滅するキャリアが増大するこ
とによる受光素子の感度低下を生じるという問題があ
る。第３に、図１２（ｂ）に示されているような不純物
濃度プロファイルを受光素子中に形成しようとすれば受
光表面に高濃度の不純物拡散を行なわなければならず、
これが受光素子の感度低下を招くという問題がある。逆
にこの問題を避けるために低不純物濃度で図１２（ｂ）
に示されているような濃度勾配を生じさせようとすれ
ば、ｐ型不純物拡散プロファイルが大きくばらついて受
光素子の感度や周波数特性に大きく影響することがあり
得る。第４に、受光素子表面の反射率が大きければ、受
光素子の感度低下を生じさせやすい短波長の信号光に関
してさらに感度が低下するという問題がある。

【０００８】以上のような先行技術における課題に鑑
み、本発明は、短波長の信号光に対しても高い感度と高
速応答性を有する半導体受光装置を提供することを目的
としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、半導体
受光装置は、第１導電型層上に第２導電型層が積層され
た受光領域を含み、第２導電型層の表面から所定深さま
ではＳｉＧｅ混晶層で構成されており、このＳｉＧｅ層
は、（ＳｉＧｅ層の底面における光の強度）／（ＳｉＧ
ｅ層の表面における光の強度）＝０．１となる厚さより
小さな厚さを有し、かつ受光装置の動作時に受光領域に
印加される逆バイアス電圧の存在下における空乏層の上
面がＳｉＧｅ層の底面以上に至るがその表面までは至る
ことのない厚さより大きな厚さを有していることを特徴
としている。

【００１０】受光領域のＳｉＧｅ層において、その底面
から表面に向かってＧｅ濃度が減少させられていること
が好ましい。また、受光領域のＳｉＧｅ層の深さは第１
導電型層内に至っていることが好ましい。さらに、受光
領域のＳｉＧｅ層は０．７６μｍ以下の厚さを有するこ
とが好ましい。

【００１１】受光領域の第１導電型層としては、第１導
電型Ｓｉ基板上に形成された高比抵抗の第１導電型Ｓｉ
層が好ましく用いられ得る。その第１導電型Ｓｉ基板と
高比抵抗の第１導電型Ｓｉ層との間に高不純物濃度の第
１導電型埋込層が形成されていてもよい。また、第１導
電型Ｓｉ基板と高比抵抗の第１導電型Ｓｉ層との間に第
１導電型ＳｉＧｅ混晶層が形成されていてもよい。

【００１２】受光領域は、信号処理回路が形成された半
導体基板と同一の基板上に形成され得る。信号処理回路
に含まれる高速トランジスタのベース層としてＳｉＧｅ
混晶層が用いられ得る。ベース層としてのＳｉＧｅ層
は、受光領域のＳｉＧｅ層と同時に形成され得る。

【００１３】受光領域のＳｉＧｅ層の表面に熱酸化膜が
形成されていることが好ましい。その熱酸化膜上には、
シリコン窒化膜がさらに形成されていることが好まし
い。他方、受光領域のＳｉＧｅ層の表面にアモルファス
カーボン膜が形成されていてもよい。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下において、本発明の実施形態
について図面を参照しつつ説明する。図１〜図４は第１
の実施形態による半導体受光装置の製造工程を模式的な
断面図で図解しており、図６〜図１０は第２の実施形態
による半導体受光装置の製造工程を模式的な断面図で図
解している。

【００１５】図１に示されているように、第１の実施形
態においては、まずｎ型基板１上にｎ型エピタキシャル
層２が形成され、ＬＯＣＯＳ酸化膜３を利用した分離部
９によってフォトダイオード領域が複数のフォトダイオ
ード部７，８に分離される。

【００１６】図２では、フォトダイオード部７，８上に
ｎ型ＳｉＧｅ層４とｐ型ＳｉＧｅ層５が順次積層され、
これらのＳｉＧｅ層４，５においてＧｅ濃度はエピタキ
シャル層２側から上表面側に向かうに従って減少させら
れていることが好ましい。ｐ型ＳｉＧｅ層５の厚さが大
きくなりすぎれば、光の入射によって発生した表面近傍
のキャリアの位置からｐｎ接合までの距離が大きくな
り、ｐｎ接合近傍の空乏層までのキャリアの拡散におけ
る遅延によって、そのようなｐ型ＳｉＧｅ層５を含む受
光素子の応答速度が低下すると考えられる。したがっ
て、ｐ型ＳｉＧｅ層５の厚さはその内部に侵入した光の
強度がその表面における光の強度の１０％になる厚さ以
下にされ、これによって受光素子の高速動作が可能にな
る。

【００１７】なお、半導体層内に入射した光の強度がそ
の入射表面における強度の１０％になる入射深さＸは、
式Ｘ＝−（１／ｋ）Ｉｎ（Ｅ₁／Ｅ₀）から求めることが
でき、ここで、ｋは吸収係数であり、Ｅ₀は半導体表面
における入射光の強度で、Ｅ₁は深さＸにおける入射光
の強度を表わしている。

【００１８】他方、ＳｉＧｅ層の厚さの最小値について
は、受光素子の動作時のアノードの低抵抗性とその機能
を確保するために、逆バイアス電圧状態で空乏層の上面
がＳｉＧｅ層の受光表面に到ってはならず、また、Ｓｉ
Ｇｅ層の底面が空乏層の上面より深い位置にあることが
好ましい。

【００１９】他方、導電型不純物とＧｅとの濃度分布プ
ロファイルは、図５に示されている状態になることが好
ましい。すなわち、ｐ型ＳｉＧｅ層５の表面では、Ｇｅ
濃度がほとんど０になっていることが好ましい。なぜな
らば、Ｇｅ濃度勾配が大きいほどｐ型表面からｎ型層に
向かう内部電界の傾斜が大きくなり、表面近傍で発生し
たキャリアがより迅速に空乏層内へ移動できるからであ
る。このことによって、得られる受光素子の高速動作が
促進される。

【００２０】また、フォトダイオードのカソード電流と
アノード電流を取出すために受光面領域外までＳｉＧｅ
層４，５を引出し、その上にはＴｉＳｉなどの低抵抗層
を積層することが好ましい。これによって、カソードと
アノードの抵抗を下げることができ、高速応答可能なフ
ォトダイオードを得ることができる。さらに、この低抵
抗層として光を遮蔽する材質のものを用いることによっ
て、遮光膜としても利用することができる。

【００２１】ｐ型ＳｉＧｅ層５の表面近傍におけるＧｅ
濃度が低いことは、その表面上に熱酸化膜を形成するた
めにも好ましい。なぜならばその表面に反射防止膜を付
与するために酸化膜を形成する場合、Ｇｅ濃度が低い方
が界面準位の少ない熱酸化膜を形成しやすく、Ｇｅの偏
析も起こりにくくなるからである。

【００２２】図３においては、半導体ウェハの上面を覆
うように層間絶縁膜１０がＣＶＤなどによって堆積さ
れ、フォトダイオード部７，８内の所定の領域のみにお
いてこの層間絶縁膜１０が除去される。その後、層間絶
縁膜１０が除去された領域においてｐ型ＳｉＧｅ層５の
表面に熱酸化膜１０ａが形成される。

【００２３】最後に、図４に示されているように、熱酸
化膜１０ａを覆うように反射防止膜としてのシリコン窒
化膜６が形成され、これによって第１実施形態による半
導体受光装置が完成する。図４の受光装置においては、
ｐ型ＳｉＧｅ層５の厚さが入射光によって生じるキャリ
アの拡散長以下にされているので、発生したキャリアが
ｐｎ接合近傍の空乏層に到達する時間が短縮され、高速
動作が可能になる。

【００２４】図６において、第１実施形態の受光素子に
動作用逆バイアス電圧を印加したときのエネルギバンド
図が示されている。このバンド構造では、ＳｉＧｅ層
４，５中のＧｅ濃度勾配によって、受光表面からｐｎ接
合近傍の空乏層に向けて伝導帯のエネルギ準位が下が
り、空乏層より表面側のｐ型ＳｉＧｅ層５中で発生した
キャリアもＧｅの濃度勾配による内部電界が存在してい
るので表面側に移動して表面再結合することがなく、よ
り高感度の受光素子が得られる。また、ＳｉＧｅ層中の
少数キャリアの移動度がＳｉ層中に比べて大きいこと
と、Ｇｅの濃度勾配による内部電界の存在下でキャリア
が迅速に空乏層内に拡散するので、ｐ型ＳｉＧｅ層５中
で発生したキャリアが受光素子の高速動作を妨げること
がない。さらに、ｐ型ＳｉＧｅ層５とｎ型Ｓｉ層２との
間にｎ型ＳｉＧｅ層４が存在しているので、エネルギバ
ンド図においてＳｉＧｅとＳｉとの界面に生じるスパイ
クの影響を受けることなくキャリアが迅速に空乏層内に
拡散することが可能になる。

【００２５】次に反射防止膜について述べれば、ＳｉＧ
ｅ層５の表面におけるＧｅの濃度を下げることによって
その表面の良好な熱酸化が可能になり、反射防止膜をこ
のような熱酸化膜１０ａで形成することによって、その
酸化膜下面における界面準位を低減することができる。
また、熱酸化膜１０ａとＳｉ₃Ｎ₄膜の積層構造を形成す
ることによって、入射光の波長に合わせて反射率が最小
になるように熱酸化膜１０ａとＳｉ₃Ｎ₄膜の厚さを調整
することができ、これによって受光素子に入射する光が
増大してその感度がさらに増大する。なお、このような
熱酸化膜１０ａとＳｉ₃Ｎ₄膜６との積層を形成する代わ
りに、アモルファスカーボン膜を反射防止膜として形成
してもよい。アモルファスカーボン膜は１００℃程度の
比較的低温で形成することができるので、ＳｉＧｅ層
４，５の組成に悪影響を及ぼすことなく反射防止膜を形
成することができる。

【００２６】ｎ型エピタキシャル層２は比較的高不純物
濃度で高比抵抗であることが好ましい。なぜならなら
ば、そうすることによって空乏層が基板１側へ大きく広
がって受光素子の感度をさらに良好にすることができる
からである。ただし、この高比抵抗エピタキシャル層２
の厚さは基板１側に広がる空乏層厚さ程度にすること
が、フォトダイオードのカソード抵抗を下げる観点から
好ましい。また、ｎ型Ｓｉ基板１上に高濃度のｎ型埋込
層を形成し、その上で、基板側に広がる空乏層厚さ程度
の厚さを有する高比抵抗Ｓｉエピタキシャル層を形成す
ることによって、フォトダイオードのカソード抵抗を下
げることができて高速応答性を向上させることができ
る。

【００２７】さらに、たとえばＳｉ基板上にＳｉＧｅ混
晶層とＳｉ層をエピタキシャル成長させ、その上に表面
層としてのＳｉＧｅ層が形成されてもよい。この場合に
は、誘電率の異なるＳｉＧｅとＳｉとの間で光が反射す
ることを利用して、表面層としてのＳｉＧｅ層と埋込ま
れたＳｉＧｅ層との間で光を閉じ込めることができ、こ
のことによって良好な感度を有する短波長信号光適応の
フォトダイオードが得られる。

【００２８】第２実施形態においては、まず図７に示さ
れているように、ｐ型Ｓｉ半導体基板１０１上にｎ型エ
ピタキシャル層を積層するかまたはリンイオンなどのｎ
型不純物の注入拡散によってｎ型層１０２を形成する。
このとき、信号処理回路領域１１７下の適当な深さの位
置にｎ⁺型埋込拡散層１０３が形成される。さらに、信
号処理回路領域１１７とフォトダイオード領域１１８の
それぞれを分離するために、トレンチ１０４が形成され
る。

【００２９】図８では、信号処理回路領域１１７をコレ
クタ部１１３とベース部１１４に分離し、さらにフォト
ダイオード領域１１８を複数のフォトダイオード部１１
５と１１６に分離するために、ＬＯＣＯＳ酸化膜１１２
が形成される。そして、コレクタ抵抗を下げるために、
コレクタ電流取出用のｎ⁺型拡散層１０５が形成され
る。

【００３０】図９においては、フォトダイオード部１１
５と１１６上に、ｎ型ＳｉＧｅ混晶層１０６が、その基
板側に比べて表面側においてＧｅ濃度が連続的に小さく
なるように形成される。また、信号処理回路領域１１７
のベース領域１１４およびフォトダイオード部１１５と
１１６上に、ｐ型ＳｉＧｅ混晶層１０７が、基板側に比
べて表面側においてＧｅ濃度が連続的に小さくなるよう
に形成される。すなわち、フォトダイオード部１１５と
１１６上のｎ型ＳｉＧｅ混晶層１０６とｐ型ＳｉＧｅ混
晶層１０７においても、第１実施形態の場合と同様に図
５に示されているように、基板側から表面側に向かうに
従ってＧｅ濃度が連続的に減少させられていることが好
ましい。そして、ｐ型ＳｉＧｅ混晶層１０７の表面にお
いては、Ｇｅ濃度が極めて低濃度にされていることが好
ましい。その後、信号処理回路領域１１７とフォトダイ
オード領域１１８の全表面を覆うように層間絶縁膜１０
８が形成される。

【００３１】図１０においては、ベース部１１４上にエ
ミッタとなるｎ型のポリシリコン１０９ａを形成すると
同時に、コレクタ領域１１３上にコレクタ電流取出用の
ｎ型ポリシリコン層１０９ｂも形成される。このとき、
ポリシリコンの抵抗を下げるために、ｎ型ポリシリコン
層１０９ａ，１０９ｂ上にＷＳｉやＴｉＳｉの膜を形成
してもよい。その後、フォトダイオード部１１５と１１
６のＳｉＧｅ混晶層１０７上の所定領域内で層間絶縁膜
１０８を除去し、ＳｉＧｅ混晶層１０７の表面に熱酸化
膜１１０が形成される。

【００３２】図１１において、熱酸化膜１０１上に反射
防止膜としてＳｉ₃Ｎ₄膜１１１を積層し、これによって
第２実施形態による回路内蔵型半導体受光装置が完成す
る。

【００３３】このような第２実施形態による回路内蔵型
半導体受光装置においては、受光素子と信号処理回路が
同一半導体基板上に形成されるので、装置の小型化を図
ることができる。また、受光素子と信号処理回路とにお
いて共通する複数の層が同一の工程によって形成され得
るので、装置の製造コストが低減され得る。さらに、受
光素子と信号処理回路との間でワイヤ結線を用いること
なくＩＣ内部の配線で置き換えることができるので、外
来ノイズに対する受光装置の耐性が向上する。さらにま
た、信号処理回路に含まれるトランジスタのベース部１
１４にＳｉＧｅ層を用いることによって、高速受光素子
に適応し得るようにそのトランジスタを高速化すること
ができる。

【００３４】本発明による半導体受光装置においては、
上述のような効果の他に、ＳｉＧｅ層をエピタキシャル
成長させた場合には、注入拡散によって形成される拡散
層に比べて、濃度プロファイルがばらつきにくいという
効果も得られる。なぜならば、注入拡散では注入ばらつ
きと拡散ばらつきの二重のばらつきを考慮する必要があ
るが、エピタキシャル層においては、エピタキシャル成
長による膜厚に関連するばらつきのみを考慮すればよい
からである。

【００３５】また、半導体表面から内部に侵入した光の
強度がその表面における光の強度の１０％になる深さ
は、波長４１０ｎｍの光に対してＳｉでは０．７６μｍ
であるのに対して、ＧｅではＳｉに比べて（同一波長４
１０ｎｍの光に対し）２０倍以上の吸収係数を有するの
で、Ｇｅ層では０．０３８μｍ以下になる。すなわち、
ＳｉＧｅ層では、ＳｉとＧｅの混成比に依存して０．７
６μｍと０．０３８μｍとの中間の値になる。したがっ
て、本発明による半導体受光装置における受光領域のＳ
ｉＧｅ表面層の厚さは少なくとも０．７６μｍ以下に薄
くされ得る。

【００３６】さらに、本発明による回路内蔵型半導体受
光装置においては、一般に知られているようにトランジ
スタのベースにＳｉＧｅ層を用いることによってエミッ
タからの電子の注入効率が向上するだけでなく、ＳｉＧ
ｅ層中のキャリア移動度が大きいことからベース内の電
子の走行時間τ_bが短くなってトランジスタが高速化さ
れ得る。そして、高速の受光素子とトランジスタによっ
て、高周波の信号に対応し得る回路内蔵型半導体受光装
置の設計が可能になる。

【００３７】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、短波長
の信号光に対して高い感度と高速応答性を有する半導体
受光装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態による半導体受光装置
の製造工程を図解する模式的な断面図である。

【図２】本発明の第１実施形態による半導体受光装置
の製造工程を図解する模式的な断面図である。

【図３】本発明の第１実施形態による半導体受光装置
の製造工程を図解する模式的な断面図である。

【図４】本発明の第１実施形態による半導体受光装置
の製造工程を図解する模式的な断面図である。

【図５】図１の半導体受光装置の受光領域の断面にお
ける導電型不純物とＧｅの濃度分布を示すグラフであ
る。

【図６】図１の半導体受光装置の受光部分の断面にお
けるエネルギバンド構造を示すグラフである。

【図７】本発明の第２実施形態による回路内蔵型半導
体受光装置の製造工程を図解する模式的な断面図であ
る。

【図８】本発明の第２実施形態による回路内蔵型半導
体受光装置の製造工程を図解する模式的な断面図であ
る。

【図９】本発明の第２実施形態による回路内蔵型半導
体受光装置の製造工程を図解する模式的な断面図であ
る。

【図１０】本発明の第２実施形態による回路内蔵型半
導体受光装置の製造工程を図解する模式的な断面図であ
る。

【図１１】本発明の第２実施形態による回路内蔵型半
導体受光装置の製造工程を図解する模式的な断面図であ
る。

【図１２】先行技術による半導体受光装置を示す模式
的な断面図である。

【図１３】先行技術による半導体受光装置の受光領域
の断面における不純物濃度プロファイルを示すグラフで
ある。

【符号の説明】

１ｎ型基板、２ｎ型エピタキシャル層、３ＬＯＣ
ＯＳ酸化膜、４ｎ型ＳｉＧｅ層、５ｐ型ＳｉＧｅ
層、６シリコン窒化物層、７，８フォトダイオード
部、９フォトダイオード分離部、１０層間絶縁膜、
１０ａ熱酸化膜、１０１ｐ型半導体基板、１０２
ｎ型半導体層、１０３ｎ⁺型埋込拡散層、１０４分
離用トレンチ、１０５ｎ⁺型コレクタ取出拡散層、１
０６ｎ型ＳｉＧｅ混晶層、１０７ｐ型ＳｉＧｅ混晶
層、１０８層間絶縁膜、１０９ａ，１０９ｂｎ型ポ
リシリコン層（その上のシリサイド層を含んでもよ
い）、１１０熱酸化膜、１１１シリコン窒化膜、１
１２ＬＯＣＯＳ酸化膜、１１３トランジスタのコレク
タ部、１１４ベース部、１１５，１１６フォトダイ
オード部、１１７信号処理回路領域、１１８フォト
ダイオード領域、２０１高不純物濃度のｎ型基板、２０
２低不純物濃度のｎ型エピタキシャル層、２０３分
離酸化膜、２０４ｐ型拡散層、２０５空乏層の下
端。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者福島稔彦大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内 (72)発明者福永直樹大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内 (72)発明者谷善平大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内Ｆターム(参考） 5F049 MA02 MB03 NA01 NA03 NA10 NA14 NB08 RA04 RA10 SZ03 SZ12 SZ13 WA03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体受光装置であって、第１導電型層上に第２導電型層が積層された受光領域を
含み、前記第２導電型層の表面から所定深さまではＳｉＧｅ混
晶層で構成されており、前記ＳｉＧｅ層は、（ＳｉＧｅ層の底面における光の強
度）／（ＳｉＧｅ層の表面における光の強度）＝０．１
となる厚さより小さな厚さを有し、かつ前記受光装置の
動作時に前記受光領域に印加される逆バイアス電圧の存
在下における空乏層の上面が前記ＳｉＧｅ層の底面以上
に至るがその表面までは至ることのない厚さより大きな
厚さを有していることを特徴とする半導体受光装置。
【請求項２】前記ＳｉＧｅ層においてその底面から表
面に向かってＧｅ濃度が減少させられていることを特徴
とする請求項１に記載の半導体受光装置。
【請求項３】前記ＳｉＧｅ層の深さは前記第１導電型
層内に至っていることを特徴とする請求項１または２に
記載の半導体受光装置。
【請求項４】前記ＳｉＧｅ層は０．７６μｍ以下の厚
さを有することを特徴とする請求項１から３のいずれか
の項に記載の半導体受光装置。
【請求項５】前記第１導電型層は第１導電型Ｓｉ基板
上に形成された高比抵抗の第１導電型Ｓｉ層を含むこと
を特徴とする請求項１から４のいずれかの項に記載の半
導体受光装置。
【請求項６】前記第１導電型Ｓｉ基板と前記高比抵抗
の第１導電型Ｓｉ層との間に高不純物濃度の第１導電型
埋込層または第１導電型ＳｉＧｅ混晶層が形成されてい
ることを特徴とする請求項５に記載の半導体受光装置。
【請求項７】前記受光領域は信号処理回路が形成され
た半導体基板と同一の基板上に形成されていることを特
徴とする請求項１から６のいずれかの項に記載の半導体
受光装置。
【請求項８】前記信号処理回路に含まれる高速トラン
ジスタのベース層としてＳｉＧｅ混晶層が用いられてい
ることを特徴とする請求項７に記載の半導体受光装置。
【請求項９】前記ベース層としてのＳｉＧｅ層は前記
受光領域のＳｉＧｅ層と同時に形成されたものであるこ
とを特徴とする請求項８に記載の半導体受光装置。
【請求項１０】前記受光領域のＳｉＧｅ層の表面に熱
酸化膜が形成されていることを特徴とする請求項１から
９のいずれかの項に記載の半導体受光装置。
【請求項１１】前記熱酸化膜上にシリコン窒化膜が形
成されていることを特徴とする請求項１０に記載の半導
体受光装置。
【請求項１２】前記受光領域のＳｉＧｅ層の表面にア
モルファスカーボン膜が形成されていることを特徴とす
る請求項１から９のいずれかの項に記載の半導体受光装
置。