JP2002134780A

JP2002134780A - 光電変換装置

Info

Publication number: JP2002134780A
Application number: JP2000326266A
Authority: JP
Inventors: Takuro Nakamura; 卓郎中邑; Atsushi Sakai; 淳阪井
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2000-10-26
Filing date: 2000-10-26
Publication date: 2002-05-10

Abstract

(57)【要約】【課題】簡単な構成で人間の視感度のピーク値に比較的
近い分光感度特性を有する光電変換装置を提供する。【解決手段】ｐ型のシリコンの単結晶基板（以下、基板
と略す）１０と、この基板１０の光が照射される側の主
面にエピタキシャル成長により形成されたエピタキシャ
ル層１２と、基板１０上に不純物を拡散して形成された
ｐ＋型の高濃度の埋込層１３と、エピタキシャル層１２
と異なる型の不純物をエピタキシャル層１２に拡散して
形成された拡散層１１とを具備する。埋込層１３が高濃
度であるために光照射によって発生したキャリアが埋込
層１３で再結合して消滅するため、結果的にエピタキシ
ャル層１２が活性領域となって長波長の光に対する感度
が低下する。このために近赤外領域の感度が低下し、埋
込層１３を設けるだけの簡単な構成で人間の視感度のピ
ーク値に比較的近い分光感度特性が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シリコンの単結晶
基板を用いたフォトダイオードのような光電変換装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の光電変換装置として人間の視感
度のピーク値に比較的近い分光感度特性を有するものが
あり、従来はシリコンの単結晶基板の主面にエピタキシ
ャル層を形成するとともに、このエピタキシャル層に不
純物を拡散した拡散層を形成して構成されていた。この
ような従来装置では、エピタキシャル層が形成された基
板を用いることで基板の活性領域を薄くし、吸収係数が
小さい長波長領域の光に対する分光感度を低下させてい
た。また、拡散層の厚みを若干薄くすることで短波長領
域の光に対する感度を向上させていた。

【０００３】図１４に示す第１の従来例では、高濃度の
基板２０の主面に基板２０と同じ型のエピタキシャル層
２２が形成され、このエピタキシャル層２２上にエピタ
キシャル層２２と異なる型の拡散層２１が形成されてい
る。また、基板２０の裏面には電極２９が形成され、拡
散層２１及びエピタキシャル層２２の表面には絶縁膜２
８が形成されている。さらに、拡散層２１には拡散層用
のコンタクト層２４が形成され、エピタキシャル層２２
にはエピタキシャル層用のコンタクト層２５が形成され
るとともに、各コンタクト層２４，２５上には絶縁膜２
８を介して電極パッド２７が形成されている。この第１
の従来例では、光照射によって発生したキャリアが基板
２０の高濃度領域において再結合により消滅するため、
基板２０で発生したキャリアが出力として現れず、エピ
タキシャル層２２での出力のみが現れるために長波長領
域の光に対する感度を低下させて人間の視感度のピーク
値に比較的近い分光感度特性が得られる。

【０００４】また、図１５に示す第２の従来例では、基
板３０、拡散層３１、エピタキシャル層３２、コンタク
ト層３４，３５、絶縁膜２８、電極２９等を具備する第
１の従来例と同じ構成を有した第１の光電変換部４０
と、エピタキシャル層３２、並びにエピタキシャル層３
２に形成されたコンタクト層３５’を具備する第２の光
電変換部４１とが同一のチップ又はウェハ上に形成され
ている。而して、第１及び第２の光電変換部４０，４１
を同一のチップ又はウェハ上に形成することにより、長
波長領域の光に対して感度を有する装置が実現できる。
この場合、可視光領域に分光感度のピークを有する第１
の光電変換部４０と、近赤外領域の光に対して感度を有
する第２の光電変換部４１とを組み合わせて広い範囲の
光を検出することができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、第１の従来
例においては基板２０に高濃度のものを用いているた
め、異なる特性の素子を同時に形成することが困難であ
り、また、基板の種類に影響を受ける。さらに、上述の
ような高濃度の基板が入手できないと素子を作成するこ
とができない等の問題がある。

【０００６】一方、第２の従来例では基板３０とエピタ
キシャル層３２でもキャリアが発生するため、基板３０
とエピタキシャル層３２の濃度の組み合わせによっては
基板３０の影響で長波長の光に対する分光感度が若干大
きくなることがある。

【０００７】本発明は上記事情に鑑みて為されたもので
あり、その目的とするところは、簡単な構成で人間の視
感度のピーク値に比較的近い分光感度特性を有する光電
変換装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、上記
目的を達成するために、シリコンの単結晶基板と、この
基板の光が照射される側の主面にエピタキシャル成長に
より形成されたエピタキシャル層と、基板上に不純物を
拡散するか又はエピタキシャル成長により形成された埋
込層と、エピタキシャル層と異なる型の不純物をエピタ
キシャル層に拡散して形成された拡散層とを具備する第
１の光電変換部を備えたことを特徴とし、基板上に埋込
層を形成することで光照射によって発生したキャリアが
埋込層で再結合して消滅するために結果的にエピタキシ
ャル層が活性領域となって長波長の光に対する感度が低
下する。その結果、埋込層を設けるだけの簡単な構成で
人間の視感度のピーク値に比較的近い分光感度特性が得
られる。

【０００９】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、エピタキシャル層と同じ型の不純物で埋込層を形成
するとともに、埋込層の不純物濃度をエピタキシャル層
に対して２桁以上大きい値としたことを特徴とし、埋込
層におけるキャリアの再結合が促進されて分光感度特性
の向上が図れる。また、直列抵抗が低減されて出力電流
及び出力電圧を増加させることができる。

【００１０】請求項３の発明は、請求項１又は２の発明
において、基板と同じ型の不純物で埋込層を形成したこ
とを特徴とし、請求項１又は２の発明と同様の作用を奏
する。

【００１１】請求項４の発明は、請求項１又は２の発明
において、基板と異なる型の不純物で埋込層を形成した
ことを特徴とし、基板と埋込層の極性が逆となるために
基板と埋込層でＰＮ接合が形成され、基板と埋込層の間
で出力を取り出すことができ、拡散層とエピタキシャル
層の間で取り出す出力とともに、２種類の出力を得るこ
とができる。

【００１２】請求項５の発明は、請求項１の発明におい
て、エピタキシャル層と異なる型の不純物で埋込層を形
成したことを特徴とし、請求項１の発明と同様の作用を
奏する。

【００１３】請求項６の発明は、請求項１〜５の何れか
の発明において、拡散層の周辺に埋込層に達する第２の
拡散層を形成したことを特徴とし、請求項１〜５の何れ
かの発明と同様の作用を奏する。

【００１４】請求項７の発明は、請求項１〜６の何れか
の発明において、基板の主面に形成された第２のエピタ
キシャル層と、基板上に不純物を拡散するか又はエピタ
キシャル成長により形成された第２の埋込層と、第２の
エピタキシャル層と異なる型の不純物をエピタキシャル
層に拡散して前記拡散層よりも大きな厚みに形成された
第３の拡散層とを具備する第２の光電変換部を備え、第
１の光電変換部と第２の光電変換部を同一のチップ又は
ウェハに形成したことを特徴とし、同一のチップ又はウ
ェハ上に分光感度が異なる２種類の光電変換部を設ける
ことで種々の用途に用いることができるとともに検出の
精度を向上することができる。

【００１５】請求項８の発明は、請求項１〜６の何れか
の発明において、基板の主面に形成された第２のエピタ
キシャル層と、第２のエピタキシャル層と異なる型の不
純物をエピタキシャル層に拡散して形成された第３の拡
散層とを具備する第２の光電変換部を備え、第１の光電
変換部と第２の光電変換部を同一のチップ又はウェハに
形成したことを特徴とし、同一のチップ又はウェハ上に
分光感度が異なる２種類の光電変換部を設けることで種
々の用途に用いることができるとともに検出の精度を向
上することができる。

【００１６】請求項９の発明は、請求項８の発明におい
て、第３の拡散層を前記拡散層よりも大きな厚みに形成
したことを特徴とし、第２の光電変換部の分光感度特性
を短波長領域の感度が低下した分光感度特性とすること
ができる。

【００１７】請求項１０の発明は、請求項６の発明にお
いて、基板の主面に形成された第２のエピタキシャル層
と、基板上に不純物を拡散するか又はエピタキシャル成
長により形成された第２の埋込層とを具備する第２の光
電変換部を備え、第１の光電変換部と第２の光電変換部
を同一のチップ又はウェハに形成したことを特徴とし、
同一のチップ又はウェハ上に分光感度が異なる２種類の
光電変換部を設けることで種々の用途に用いることがで
きるとともに検出の精度を向上することができる。

【００１８】請求項１１の発明は、請求項１又は２又は
４又は５又は６の発明において、前記拡散層は、光が照
射される部位の周縁に埋込層に達する深さに形成された
ことを特徴とし、同一のチップ又はウェハ上に分光感度
が異なる２種類の光電変換部を設けることで種々の用途
に用いることができるとともに検出の精度を向上するこ
とができる。

【００１９】請求項１２の発明は、請求項１１の発明に
おいて、基板の主面に形成された第２のエピタキシャル
層と、第２のエピタキシャル層と異なる型の不純物をエ
ピタキシャル層に拡散して形成された第３の拡散層とを
具備する第２の光電変換部を備え、第１の光電変換部と
第２の光電変換部を同一のチップ又はウェハに形成した
ことを特徴とし、第２の光電変換部の分光感度特性を短
波長領域の感度が低下し且つ長波長領域の感度が増加し
た分光感度特性とすることができる。

【００２０】請求項１３の発明は、請求項１又は２又は
４又は６の発明において、基板の主面に形成された第２
のエピタキシャル層を具備する第２の光電変換部を備
え、第１の光電変換部と第２の光電変換部を同一のチッ
プ又はウェハに形成したことを特徴とし、同一のチップ
又はウェハ上に分光感度が異なる２種類の光電変換部を
設けることで種々の用途に用いることができるとともに
検出の精度を向上することができる。

【００２１】請求項１４の発明は、請求項７〜１３の何
れかの発明において、請求項７〜１３に記載された第１
及び第２の光電変換部を複数組み合わせて３種類以上の
光電変換部を同一のチップ又はウェハに形成したことを
特徴とし、同一のチップ又はウェハ上に分光感度が異な
る３種類以上の光電変換部を設けることで種々の用途に
用いることができるとともに検出の精度をさらに向上す
ることができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】（実施形態１）本実施形態の光電
変換装置（第１の光電変換部Ａ１ａ）は、図１に示すよ
うにｐ型のシリコンの単結晶基板（以下、基板と略す）
１０と、この基板１０の光が照射される側の主面にエピ
タキシャル成長により形成されたエピタキシャル層１２
と、基板１０上に不純物を拡散して形成されたｐ＋型の
高濃度の埋込層１３と、ｎ型の不純物をエピタキシャル
層１２に拡散して形成された拡散層１１とを具備する。
また、第１の従来例と同様に、基板１０の裏面には電極
１９が形成され、拡散層１１及びエピタキシャル層１２
の表面には絶縁膜１８が形成されている。さらに、拡散
層１１には拡散層用のコンタクト層１４が形成され、エ
ピタキシャル層１２にはエピタキシャル層用のコンタク
ト層１５が形成されるとともに、各コンタクト層１４，
１５上には絶縁膜１８を介して電極パッド１７が形成さ
れている。ここで、図１（ａ）に示すように、拡散層１
１は略矩形に形成されており、隣り合う２つの角部にコ
ンタクト層１４，１５並びに電極パッド１７が形成され
ている。

【００２３】次に、本実施形態の製造方法について簡単
に説明する。

【００２４】まず、イオン注入装置を用いて基板１０上
に不純物としてボロンを注入することで埋込層１３を形
成し、さらにアニールを行う。次に埋込層１３の上から
エピタキシャル成長装置を用いてエピタキシャル層１２
を堆積させて形成する。続いて拡散炉によりコンタクト
層１４を形成するためのリンをデポジションしてからア
ニールを行い、さらにコンタクト層１５を形成するため
のボロンをデポジションしてからアニールを行う。続い
て、イオン注入装置を用いてエピタキシャル層１２に砒
素を注入した後にアニールを行う。最後に、酸化膜１８
を形成した後、コンタクト層１４，１５に形成したコン
タクト窓にアルミからなる電極パッド１７を形成する。

【００２５】ここで、各層の濃度及び膜厚の一例を挙げ
ると、基板１０は１×１０¹⁴〜１×１０¹⁷〔／ｃｍ³〕
の濃度で厚みが３００〜５２５〔μｍ〕、拡散層１１は
１×１０¹⁷〜１×１０²⁰〔／ｃｍ³〕の濃度で膜厚が
０．２〜０．６〔μｍ〕、エピタキシャル層１２は１×
１０¹⁴〜１×１０¹⁷〔／ｃｍ³〕の濃度で膜厚が２〜６
〔μｍ〕、埋込層１３は１×１０¹⁷〜１×１０²¹〔／ｃ
ｍ³〕の濃度で膜厚が２〜５〔μｍ〕、コンタクト層１
４，１５は１×１０¹⁸〜１×１０²¹〔／ｃｍ³〕の濃度
で膜厚が０．５〜２〔μｍ〕（但し、エピタキシャル層
１２よりも薄くする）となる。なお、これらの数値は一
例であって本発明は上記数値例に限定されるものではな
い。

【００２６】而して、本実施形態の光電変換装置はフォ
トダイオードを構成するものであって、一対の電極パッ
ド１７間にバイアス電圧を印加し、絶縁膜１８を通して
拡散層１１に入射する光に応じて流れる電流（光電流）
を電極パッド１７を通して出力する。

【００２７】一方、本実施形態が第１の従来例と異なる
点は基板１０とエピタキシャル層１２の間に埋込層１３
を形成している点にある。つまり、埋込層１３が高濃度
であるために光照射によって発生したキャリアが埋込層
１３で再結合して消滅するため、結果的にエピタキシャ
ル層１２が活性領域となって長波長の光に対する感度が
低下する。このために近赤外領域の感度が低下し、高濃
度の基板１０を使わずに埋込層１３を設けるだけの簡単
な構成で人間の視感度のピーク値に比較的近い分光感度
特性が得られる。特に、埋込層１３の不純物濃度をエピ
タキシャル層１２に対して２桁以上大きい値とすれば、
埋込層１３におけるキャリアの再結合が促進されて分光
感度特性の向上が図れる。また、高濃度の埋込層１３を
設けることで直列抵抗が低減されるから、出力電流及び
電圧が増加するという利点もある。

【００２８】なお、本実施形態では不純物拡散によって
埋込層１３を形成しているが、エピタキシャル成長によ
り高濃度の埋込層１３を形成し、２層のエピタキシャル
層を連続して形成するようにしても良い。また、基板１
０の裏面に形成された電極１９にコンタクト層を形成
し、拡散層１１用のコンタクト層１４に接続された電極
１７と上記電極１９との間で出力を取り出すようにして
も良く、この場合にはエピタキシャル層１２用のコンタ
クト層１５及び電極１７を省略することができる。ま
た、上述のように裏面の電極１９から出力を取り出さな
い場合には電極１９を省略しても良い。

【００２９】ところで、本実施形態の光電変換装置Ａ１
ａと同一構造であって、基板１０をｎ型とした光電変換
装置（第１の光電変換部）Ａ１ｂや、埋込層１３をｎ型
とした光電変換装置（第１の光電変換部）Ａ１ｃにおい
ても、本実施形態の光電変換装置Ａ１ａと同様の作用効
果を奏する。なお、埋込層１３をｎ型とした光電変換装
置（第１の光電変換部）Ａ１ｃにおいては、基板１０と
埋込層１３との間でＰＮ接合が形成され、埋込層１３が
接合分離層となり、基板１０で発生したキャリアの影響
を直接受けずに長波長側の光の感度を低減することがで
きる。

【００３０】ここで、埋込層１３をｎ型とした光電変換
装置Ａ１ｃの製造方法を簡単に説明しておく。

【００３１】まず、イオン注入装置を用いて基板１０上
に不純物としてリンを注入することで埋込層１３を形成
し、さらにアニールを行う。次に埋込層１３の上からエ
ピタキシャル成長装置を用いてエピタキシャル層１２を
堆積させて形成する。続いて拡散炉によりコンタクト層
１４を形成するためのリンをデポジションしてからアニ
ールを行い、さらにコンタクト層１５を形成するための
ボロンをデポジションしてからアニールを行う。続い
て、イオン注入装置を用いてエピタキシャル層１２に砒
素を注入した後にアニールを行う。最後に、酸化膜１８
を形成した後、コンタクト層１４，１５に形成したコン
タクト窓にアルミからなる電極パッド１７を形成する。

【００３２】（実施形態２）本実施形態の光電変換装置
（第１の光電変換部）Ａ２ａは、図２に示すように拡散
層１１の周囲を取り囲むように埋込層１３に達するｐ＋
型の第２の拡散層１６を形成している点に特徴があり、
これ以外の構成は実施形態１の光電変換装置Ａ１ａと同
一であるから説明を省略する。

【００３３】また、本実施形態の製造方法も実施形態１
とほぼ共通であって、コンタクト層１５を形成するため
のボロンをデポジションしてアニールを行った後、イオ
ン注入装置を用いてエピタキシャル層１２にボロンを注
入することで第２の拡散層１６を形成しアニールを行う
点のみが異なる。なお、第２の拡散層１６は、例えば１
×１０¹⁸〜１×１０²¹〔／ｃｍ³〕の濃度でエピタキシ
ャル層１２の膜厚よりも厚くして埋込層１３に達する深
さとする。

【００３４】而して、本実施形態の光電変換装置Ａ２ａ
も実施形態１の光電変換装置Ａ１ａ〜Ａ１ｃと同様の作
用効果を奏する。また、本実施形態の光電変換装置Ａ２
ａと同一構造であって、基板１０をｎ型とした光電変換
装置（第１の光電変換部）Ａ２ｂや、埋込層１３をｎ型
とした光電変換装置（第１の光電変換部）Ａ２ｃにおい
ても同様の作用効果を奏する。

【００３５】（実施形態３）本実施形態の光電変換装置
（第１の光電変換部）Ａ３ａは、図３に示すように第２
の拡散層１６をコンタクト層１５に兼用している点に特
徴があり、これ以外の構成は実施形態２の光電変換装置
Ａ２ａと同一であるから説明を省略する。

【００３６】また、本実施形態の製造方法も実施形態２
とほぼ共通であって、コンタクト層１５を形成する工程
が省略される点のみが異なる。よって、本実施形態の光
電変換装置Ａ２ａでは一対の電極パッド１７を通して拡
散層１１と埋込層１３との間で出力を取り出している。

【００３７】而して、本実施形態の光電変換装置Ａ３ａ
も実施形態１の光電変換装置Ａ１ａ〜Ａ１ｃ並びに実施
形態２の光電変換装置Ａ２ａ〜Ａ２ｃと同様の作用効果
を奏する。また、本実施形態の光電変換装置Ａ３ａと同
一構造であって、基板１０をｎ型とした光電変換装置
（第１の光電変換部）Ａ３ｂにおいても同様の作用効果
を奏する。なお、基板１０をｎ型とした光電変換装置Ａ
３ｂにおいては、埋込層１３と基板１０の極性が逆であ
るために両者の間でＰＮ接合が形成されるから、裏面の
電極１９と埋込層１３との間で別の出力を取り出し、２
種類の出力を得ることができる。

【００３８】（実施形態４）本実施形態の光電変換装置
（第１の光電変換部）Ａ４ａは、図４に示すように拡散
層１１の周囲を取り囲むように埋込層１３に達するｐ＋
型の第２の拡散層１６を形成するとともに、この第２の
拡散層１６に接続する電極パッド１７を設けている点に
特徴があり、これ以外の構成は実施形態１における光電
変換装置Ａ１ｂと同一であるから説明を省略する。

【００３９】また、本実施形態の製造方法も実施形態２
とほぼ共通であって、酸化膜１８を形成した後、コンタ
クト層１４，１５に形成したコンタクト窓にアルミから
なる電極パッド１７を形成する際に、第２の拡散層１６
にも同様にして電極パッド１７を形成する点のみが異な
る。よって、本実施形態の光電変換装置Ａ４ａではコン
タクト層１４，１５を介して拡散層１１とエピタキシャ
ル層１２との間から、又は拡散層１１と埋込層１３との
間から出力を取り出している。但し、本実施形態では埋
込層１３と基板１０の極性が逆であるために両者の間で
ＰＮ接合が形成され、裏面の電極１９と埋込層１３との
間で別の出力を取り出し、２種類の出力を得ることがで
きる。

【００４０】而して、本実施形態の光電変換装置Ａ４ａ
も実施形態１〜３の光電変換装置Ａ１ａ〜Ａ１ｃ，Ａ２
ａ〜Ａ２ｃ，Ａ３ａ，Ａ３ｂと同様の作用効果を奏す
る。また、本実施形態の光電変換装置Ａ４ａと同一構造
であって、埋込層１３をｎ型とした光電変換装置（第１
の光電変換部）Ａ４ｂにおいても、本実施形態の光電変
換装置Ａ４ａと同様の作用効果を奏する。

【００４１】（実施形態５）本実施形態の光電変換装置
は、図５に示すように実施形態２の光電変換装置Ａ２ａ
における拡散層１１をコンタクト層１４で置き換えた構
成を有する第２の光電変換部Ｂ１ａと、実施形態１〜３
の何れかと同一構成の第１の光電変換部Ａ１ａ，Ａ２
ａ，Ａ３ａとを同一のチップ又はウェハ上に形成してい
る点に特徴がある。但し、基本的な構成は実施形態２と
共通であり、共通する構成については同一の符号を付し
て説明を省略する。

【００４２】また、本実施形態における第２の光電変換
部Ｂ１ａの製造方法は実施形態２の第１の光電変換部Ａ
２ａとほぼ共通であって、拡散層１１を形成する工程が
省略される点のみが異なり、第１の光電変換部Ａ２ａと
同時に形成される。この光電変換装置Ｂ１ａでは一対の
電極パッド１７を通してコンタクト層１４とエピタキシ
ャル層１２との間で出力を取り出している。なお、第２
の拡散層１６を省略しても良いし、埋込層１３を略前面
に形成するようにしても良い。

【００４３】而して、第２の光電変換部Ｂ１ａでは拡散
層１１をコンタクト層１４と置き換えているため、拡散
層に該当する部位（コンタクト層１４）の膜厚が厚くな
り、第１の光電変換部Ａ２ａに比較して短波長側の光に
対する感度が低下した分光感度特性が得られる。

【００４４】このように本実施形態では、基板１０の不
純物濃度が高くなくても良いから、人間の視感度のピー
ク値に比較的近い分光感度特性を持つ第１の光電変換部
Ａ１ａ（又はＡ１ｂ又はＡ１ｃ）と、第１の光電変換部
Ａ２ａに比較して短波長側の光に対する感度が低下した
分光感度特性を持つ第２の光電変換部Ｂ１ａとを同一の
チップ又はウェハ上に形成することができる。このた
め、同一の製造工程により分光感度特性の異なる２種類
の光電変換部を持つものが提供でき、第１及び第２の光
電変換部Ａ１ａ（又はＡ１ｂ又はＡ１ｃ），Ｂ１ａとい
う２種類の光電変換部を有することで種々の用途に用い
ることができるとともに、光の検出精度を向上すること
ができる。例えば、第１及び第２の光電変換部Ａ１ａ
（又はＡ１ｂ又はＡ１ｃ），Ｂ１ａの出力を演算処理す
ることで分光特性の異なった光源の光を検出することが
可能となる。

【００４５】ところで、本実施形態における第２の光電
変換装置Ｂ１ａと同一構造であって基板１０をｎ型とし
た第２の光電変換部Ｂ１ｂと、実施形態１〜４の何れか
と同一構成の第１の光電変換部Ａ１ｂ又はＡ２ｂ又はＡ
３ｂ又はＡ４ａとを同一のチップ又はウェハ上に形成し
たもの、あるいは埋込層１３をｎ型とした第２の光電変
換部Ｂ１ｃと、実施形態１又は２又は４の何れかと同一
構成の第１の光電変換部Ａ１ｃ又はＡ２ｃ又はＡ４ｂと
を同一のチップ又はウェハ上に形成したものにおいても
本実施形態と同様の作用効果を奏する。

【００４６】ここで、エピタキシャル層１２の膜厚を２
μｍ、濃度を１×１０¹⁶〔／ｃｍ³〕とし、拡散層１１
の膜厚を０．５μｍ、濃度を１×１０¹⁸〔／ｃｍ³〕と
した本実施形態の可視光領域（約３８０ｎｍ〜７８０ｎ
ｍ）及びその近傍における分光感度特性を実測した結果
を図６に示す。なお、同図中に於ける曲線イ（▲印）が
第１の光電変換部Ａ１ａと第２の光電変換部Ｂ１ａ又は
Ｂ１ｂの組み合わせ、曲線ロ（×印）が第１の光電変換
部Ａ１ａと第２の光電変換部Ｂ１ｃの組み合わせ、曲線
ハ（■印）が第２の従来例を各々示している。図６から
明らかなように、本実施形態では従来例２に比較して近
赤外を含む長波長領域の分光感度が低減されている。し
かも、可視光領域においては高濃度のシリコン基板を用
いた従来例１とほぼ同じ分光感度特性が得られている。

【００４７】（実施形態６）本実施形態の光電変換装置
は、図７に示すように実施形態３の光電変換装置Ａ３ａ
における拡散層１１をコンタクト層１４で置き換えた構
成を有する第２の光電変換部Ｂ２ａと、実施形態１〜３
の何れかと同一構成の第１の光電変換部Ａ１ａ，Ａ２
ａ，Ａ３ａとを同一のチップ又はウェハ上に形成してい
る点に特徴がある。但し、基本的な構成は実施形態３と
共通であり、共通する構成については同一の符号を付し
て説明を省略する。

【００４８】また、本実施形態における第２の光電変換
部Ｂ２ａの製造方法は実施形態３の第１の光電変換部Ａ
３ａとほぼ共通であって、拡散層１１を形成する工程が
省略される点のみが異なり、第１の光電変換部Ａ３ａと
同時に形成される。この光電変換装置Ｂ２ａでは一対の
電極パッド１７を通してコンタクト層１４と埋込層１３
との間で出力を取り出している。

【００４９】而して、第２の光電変換部Ｂ２ａでは拡散
層１１をコンタクト層１４と置き換えているため、拡散
層に該当する部位（コンタクト層１４）の膜厚が厚くな
り、第１の光電変換部Ａ３ａに比較して短波長側の光に
対する感度が低下した分光感度特性が得られる。

【００５０】このように本実施形態でも実施形態５と同
様に、人間の視感度のピーク値に比較的近い分光感度特
性を持つ第１の光電変換部Ａ１ａ（又はＡ１ｂ又はＡ１
ｃ）と、第１の光電変換部Ａ３ａに比較して短波長側の
光に対する感度が低下した分光感度特性を持つ第２の光
電変換部Ｂ２ａとを同一のチップ又はウェハ上に形成す
ることができ、分光感度特性の異なる２種類の光電変換
部を持つ光電変換装置が提供できる。

【００５１】ところで、本実施形態における第２の光電
変換装置Ｂ２ａと同一構造であって基板１０をｎ型とし
た第２の光電変換部Ｂ２ｂと、実施形態１〜４の何れか
と同一構成の第１の光電変換部Ａ１ｂ又はＡ２ｂ又はＡ
３ｂ又はＡ４ａとを同一のチップ又はウェハ上に形成し
たものにおいても本実施形態と同様の作用効果を奏す
る。

【００５２】（実施形態７）本実施形態の光電変換装置
は、図８に示すように第１の従来例と同一の構成を有す
る第２の光電変換部Ｂ３ａと、実施形態１〜４の何れか
と同一構成の第１の光電変換部Ａ１ａ又はＡ２ａ又はＡ
３ａ又はＡ１ｃ又はＡ２ｃ又はＡ４ｂとを同一のチップ
又はウェハ上に形成している点に特徴がある。

【００５３】第２の光電変換部Ｂ３ａはｐ型の基板１０
の主面にｐ型のエピタキシャル層１２が形成され、この
エピタキシャル層１２上にｎ型の拡散層１１が形成され
ている。また、基板１０の裏面には電極１９が形成さ
れ、拡散層１１及びエピタキシャル層１２の表面には絶
縁膜１８が形成されている。さらに、拡散層１１には拡
散層用のコンタクト層１４が形成され、エピタキシャル
層１２にはエピタキシャル層用のコンタクト層１５が形
成されるとともに、各コンタクト層１４，１５上には絶
縁膜１８を介して電極パッド１７が形成されている。な
お、出力は電極パッド１７間より取り出す。また、この
第２の光電変換部Ｂ３ａは第１の光電変換部Ａ１ａ，…
と同時に形成される。

【００５４】而して、第２の光電変換部Ｂ３ａでは埋込
層１３を省略しているため、基板１０及びエピタキシャ
ル層１２が活性領域となり、第１の光電変換部Ａ１ａ，
…に比較して長波長側の光に対する感度が増加した分光
感度特性が得られる。

【００５５】このように本実施形態でも実施形態５又は
６と同様に、人間の視感度のピーク値に比較的近い分光
感度特性を持つ第１の光電変換部Ａ１ａ（又はＡ２ａ又
はＡ３ａ又はＡ１ｃ又はＡ２ｃ又はＡ４ｂ）と、第１の
光電変換部Ａ１ａ，…に比較して長波長側の光に対する
感度が増加した分光感度特性を持つ第２の光電変換部Ｂ
３ａとを同一のチップ又はウェハ上に形成することがで
き、分光感度特性の異なる２種類の光電変換部を持つ光
電変換装置が提供できる。

【００５６】ところで、本実施形態における第２の光電
変換装置Ｂ３ａと同一構造であって基板１０をｎ型とし
た第２の光電変換部Ｂ３ｂと、実施形態１〜４の何れか
と同一構成の第１の光電変換部Ａ１ｂ又はＡ２ｂ又はＡ
３ｂ又はＡ４ａとを同一のチップ又はウェハ上に形成し
たものにおいても本実施形態と同様の作用効果を奏す
る。なお、第２の光電変換部Ｂ３ａ，Ｂ３ｂでは、基板
１０とエピタキシャル層１２との間に形成されるＰＮ接
合からの出力も得られ、活性領域の膜厚が増加するため
に長波長側の光に対する感度が増加した分光感度特性と
なる。

【００５７】（実施形態８）本実施形態の光電変換装置
は、図９に示すように実施形態７の第２の光電変換装置
Ｂ３ａにおける拡散層１１をコンタクト層１４で置き換
えた構成を有する第２の光電変換部Ｂ４ａと、実施形態
１〜３の何れかと同一構成の第１の光電変換部Ａ１ａ又
はＡ２ａ又はＡ３ａ又はＡ１ｃ又はＡ２ｃ又はＡ４ｂと
を同一のチップ又はウェハ上に形成している点に特徴が
ある。但し、基本的な構成は実施形態３と共通であり、
共通する構成については同一の符号を付して説明を省略
する。

【００５８】本実施形態における第２の光電変換装置Ｂ
４ａでは一対の電極パッド１７を通してコンタクト層１
４とエピタキシャル層１２との間で出力を取り出してい
る。

【００５９】而して、第２の光電変換装置Ｂ４ａでは拡
散層１１をコンタクト層１４と置き換えているため、拡
散層に該当する部位（コンタクト層１４）の膜厚が厚く
なり、第１の光電変換部Ａ１ａに比較して短波長側の光
に対する感度が低下し、さらに埋込層１３を省略した分
だけ活性領域の膜厚が厚くなって長波長側の光に対する
感度が増加した分光感度特性が得られる。

【００６０】このように本実施形態でも実施形態５〜７
と同様に、人間の視感度のピーク値に比較的近い分光感
度特性を持つ第１の光電変換部Ａ１ａ（又はＡ２ａ又は
Ａ３ａ又はＡ１ｃ又はＡ２ｃ又はＡ４ｂ）と、第１の光
電変換部Ａ１ａ，…に比較して長波長側の光に対する感
度が増加し且つ短波長側の感度が低下した分光感度特性
を持つ第２の光電変換部Ｂ４ａとを同一のチップ又はウ
ェハ上に形成することができ、分光感度特性の異なる２
種類の光電変換部を持つ光電変換装置が提供できる。

【００６１】ところで、本実施形態における第２の光電
変換装置Ｂ４ａと同一構造であって基板１０をｎ型とし
た第２の光電変換部Ｂ４ｂと、実施形態１〜４の何れか
と同一構成の第１の光電変換部Ａ１ｂ又はＡ２ｂ又はＡ
３ｂ又はＡ４ａとを同一のチップ又はウェハ上に形成し
たものにおいても本実施形態と同様の作用効果を奏す
る。なお、第２の光電変換部Ｂ４ａ，Ｂ４ｂでは、基板
１０とエピタキシャル層１２との間に形成されるＰＮ接
合からの出力も得られる。

【００６２】（実施形態９）本実施形態の光電変換装置
は、図１０に示すように実施形態３の光電変換装置Ａ３
ｂにおける拡散層１１を省略した構成を有する第２の光
電変換部Ｂ５ａと、実施形態１〜４の何れかと同一構成
の第１の光電変換部Ａ１ｂ又はＡ２ｂ又はＡ３ｂ又はＡ
４ａとを同一のチップ又はウェハ上に形成している点に
特徴がある。但し、基本的な構成は実施形態３と共通で
あり、共通する構成については同一の符号を付して説明
を省略する。

【００６３】また、本実施形態における第２の光電変換
部Ｂ５ａの製造方法は実施形態３の第１の光電変換部Ａ
３ｂとほぼ共通であって、拡散層１１を形成する工程が
省略される点のみが異なり、第１の光電変換部Ａ３ｂと
同時に形成される。この光電変換装置Ｂ５ａでは埋込層
１３に接続された電極パッド１７と裏面の電極１９との
間で出力を取り出している。

【００６４】而して、第２の光電変換部Ｂ５ａでは拡散
層１１を省略しているため、埋込層１３と基板１０との
間に形成されるＰＮ接合からのみ出力が取り出されるこ
とになり、第１の光電変換部Ａ３ｂに比較して短波長側
の光に対する感度が低下し且つ長波長側の光に対する感
度が増加した分光感度特性が得られる。

【００６５】このように本実施形態でも実施形態５〜８
と同様に、人間の視感度のピーク値に比較的近い分光感
度特性を持つ第１の光電変換部Ａ１ｂ（又はＡ２ｂ又は
Ａ３ｂ又はＡ４ａ）と、第１の光電変換部Ａ１ｂ，…に
比較して長波長側の光に対する感度が増加し且つ短波長
側の感度が低下した分光感度特性を持つ第２の光電変換
部Ｂ５ａとを同一のチップ又はウェハ上に形成すること
ができ、分光感度特性の異なる２種類の光電変換部を持
つ光電変換装置が提供できる。

【００６６】ところで、本実施形態における第２の光電
変換装置Ｂ５ａと同一構造であって、基板１０をｐ型、
埋込層１３をｎ型、第２の拡散層１６をｎ＋型とした第
２の光電変換部Ｂ５ｂと、実施形態１又は２又は４の何
れかと同一構成の第１の光電変換部Ａ１ｃ又はＡ２ｃ又
はＡ４ｂとを同一のチップ又はウェハ上に形成したもの
においても本実施形態と同様の作用効果を奏する。すな
わち、このような第２の光電変換部Ｂ５ｂにおいては、
拡散層１１を省略しているためにエピタキシャル層１２
と埋込層１３との間に形成されるＰＮ接合から出力が取
り出され、その出力は短波長側の光に対する感度が低下
し且つ長波長側の光に対する感度が若干増加した分光感
度特性となる。また、裏面の電極１９と電極パッド１７
を通して、基板１０と埋込層１３との間に形成されるＰ
Ｎ接合からも出力を得ることができ、その出力は長波長
側の光に対する感度が増加した分光感度特性となる。

【００６７】（実施形態１０）本実施形態の光電変換装
置は、図１１に示すような構成を有する第２の光電変換
部Ｂ６ａと、実施形態１〜４の何れかと同一構成の第１
の光電変換部Ａ１ｂ又はＡ２ｂ又はＡ３ｂ又はＡ４ａと
を同一のチップ又はウェハ上に形成している点に特徴が
ある。

【００６８】第２の光電変換部Ｂ６ａはｎ型の基板１０
の主面にｐ型のエピタキシャル層１２が形成され、この
エピタキシャル層１２にｐ＋型の不純物を拡散すること
で第２の拡散層１６が形成されている。また、基板１０
の裏面には電極１９が形成され、エピタキシャル層１２
（第２の拡散層１６）の表面には絶縁膜１８が形成され
ている。さらに、第２の拡散層１６上には絶縁膜１８を
介して電極パッド１７が形成されている。なお、出力は
電極パッド１７及び電極１９を通して第２の拡散層１６
と基板１０との間に形成されるＰＮ接合から取り出す。
また、この第２の光電変換部Ｂ６ａは第１の光電変換部
Ａ１ｂ，…と同時に形成される。

【００６９】而して、この第２の光電変換部Ｂ６ａでは
第２の拡散層１６と基板１０との間に形成されるＰＮ接
合から出力を取り出しており、不純物の拡散層１６の深
さがかなり深くなるために短波長側の光に対する感度が
かなり低下し且つ長波長側の光に対する感度が増加した
分光感度特性が得られる。

【００７０】このように本実施形態でも実施形態５〜９
と同様に、人間の視感度のピーク値に比較的近い分光感
度特性を持つ第１の光電変換部Ａ１ｂ（又はＡ２ｂ又は
Ａ３ｂ又はＡ４ａ）と、第１の光電変換部Ａ１ｂ，…に
比較して短波長側の光に対する感度が低下し且つ長波長
側の光に対する感度が増加した分光感度特性を持つ第２
の光電変換部Ｂ６ａとを同一のチップ又はウェハ上に形
成することができ、分光感度特性の異なる２種類の光電
変換部を持つ光電変換装置が提供できる。

【００７１】ところで、本実施形態における第２の光電
変換装置Ｂ６ａと同一構造であって第２の拡散層１６を
ｎ＋型とした第２の光電変換部Ｂ６ｂと、実施形態１又
は２又は４の何れかと同一構成の第１の光電変換部Ａ１
ｃ又はＡ２ｃ又はＡ４ｂとを同一のチップ又はウェハ上
に形成したものにおいても本実施形態と同様の作用効果
を奏する。

【００７２】（実施形態１１）本実施形態の光電変換装
置は、図１２に示すような構成を有する第２の光電変換
部Ｂ７ａと、実施形態１〜４の何れかと同一構成の第１
の光電変換部Ａ１ｂ又はＡ２ｂ又はＡ３ｂ又はＡ４ａ又
はＡ１ｃ又はＡ２ｃ又はＡ４ｂとを同一のチップ又はウ
ェハ上に形成している点に特徴がある。

【００７３】第２の光電変換部Ｂ７ａはｎ型の基板１０
の主面にｐ型のエピタキシャル層１２が形成され、この
エピタキシャル層１２上に不純物を拡散したｐ＋型の高
濃度の埋込層１３を形成するとともに、エピタキシャル
層１２にｐ＋型の不純物を拡散することで第２の拡散層
１６が形成されている。また、基板１０の裏面には電極
１９が形成され、エピタキシャル層１２（第２の拡散層
１６）の表面には絶縁膜１８が形成されている。さら
に、第２の拡散層１６上には絶縁膜１８を介して電極パ
ッド１７が形成されている。なお、出力は電極パッド１
７及び電極１９を通して第２の拡散層１６と基板１０と
の間に形成されるＰＮ接合から取り出す。また、この第
２の光電変換部Ｂ７ａは第１の光電変換部Ａ１ｂ，…と
同時に形成される。

【００７４】而して、この第２の光電変換部Ｂ７ａでは
埋込層１３並びに第２の拡散層１６と基板１０との間に
形成されるＰＮ接合から出力を取り出しており、不純物
の拡散した層の深さがかなり深くなるために短波長側の
光に対する感度がかなり低下し且つ長波長側の光に対す
る感度が増加した分光感度特性が得られる。特に実施形
態１０における第２の光電変換部Ｂ６ａと比較した場
合、埋込層１３の分だけ不純物の拡散層の膜厚が厚くな
るために短波長側の光に対する感度がさらに低下するこ
とになる。

【００７５】このように本実施形態でも実施形態５〜１
０と同様に、人間の視感度のピーク値に比較的近い分光
感度特性を持つ第１の光電変換部Ａ１ｂ（又はＡ２ｂ又
はＡ３ｂ又はＡ４ａ）と、第１の光電変換部Ａ１ｂ，…
に比較して短波長側の光に対する感度が低下し且つ長波
長側の光に対する感度が増加した分光感度特性を持つ第
２の光電変換部Ｂ７ａとを同一のチップ又はウェハ上に
形成することができ、分光感度特性の異なる２種類の光
電変換部を持つ光電変換装置が提供できる。

【００７６】（実施形態１２）本実施形態の光電変換装
置は、図１３に示すような構成を有する第２の光電変換
部Ｂ８と、実施形態１〜４の何れかと同一構成の第１の
光電変換部Ａ１ｂ又はＡ２ｂ又はＡ３ｂ又はＡ４ａとを
同一のチップ又はウェハ上に形成している点に特徴があ
る。

【００７７】第２の光電変換部Ｂ８はｎ型の基板１０の
主面にｐ型のエピタキシャル層１２が形成されている。
また、基板１０の裏面には電極１９が形成され、エピタ
キシャル層１２の表面には絶縁膜１８が形成されてい
る。さらに、エピタキシャル層１２にはコンタクト層１
５が形成され、このコンタクト層１５上には絶縁膜１８
を介して電極パッド１７が形成されている。なお、出力
は電極パッド１７及び電極１９を通して基板１０とエピ
タキシャル層１２との間に形成されるＰＮ接合から取り
出す。また、この第２の光電変換部Ｂ８は第１の光電変
換部Ａ１ｂ，…と同時に形成される。

【００７８】而して、この第２の光電変換部Ｂ８では基
板１０とエピタキシャル層１２との間に形成されるＰＮ
接合から出力を取り出しており、不純物の拡散した層の
深さが深くなるために短波長側の光に対する感度がかな
り低下し且つ長波長側の光に対する感度が増加した分光
感度特性が得られる。

【００７９】このように本実施形態でも実施形態５〜１
１と同様に、人間の視感度のピーク値に比較的近い分光
感度特性を持つ第１の光電変換部Ａ１ｂ（又はＡ２ｂ又
はＡ３ｂ又はＡ４ａ）と、第１の光電変換部Ａ１ｂ，…
に比較して短波長側の光に対する感度が低下し且つ長波
長側の光に対する感度が増加した分光感度特性を持つ第
２の光電変換部Ｂ８とを同一のチップ又はウェハ上に形
成することができ、分光感度特性の異なる多種類の光電
変換部を持つ光電変換装置が提供できる。

【００８０】ところで、上記実施形態５〜１２において
は第１の光電変換部Ａ１ａ，…と第２の光電変換部Ｂ１
ａ，…とを同一チップ又はウェハ上に形成する構成を例
示したが、第１及び第２の光電変換部Ａ１ａ，…、Ｂ１
ａ，…を複数組み合わせて３種類以上の光電変換部を同
一のチップ又はウェハに形成しても良い。このようにす
れば、同一のチップ又はウェハ上に分光感度が異なる３
種類以上の光電変換部を設けることで種々の用途に用い
ることができるとともに検出の精度をさらに向上するこ
とができるという利点がある。

【００８１】

【発明の効果】請求項１の発明は、シリコンの単結晶基
板と、この基板の光が照射される側の主面にエピタキシ
ャル成長により形成されたエピタキシャル層と、基板上
に不純物を拡散するか又はエピタキシャル成長により形
成された埋込層と、エピタキシャル層と異なる型の不純
物をエピタキシャル層に拡散して形成された拡散層とを
具備する第１の光電変換部を備えたので、基板上に埋込
層を形成することで光照射によって発生したキャリアが
埋込層で再結合して消滅するために結果的にエピタキシ
ャル層が活性領域となって長波長の光に対する感度が低
下し、その結果、埋込層を設けるだけの簡単な構成で人
間の視感度のピーク値に比較的近い分光感度特性が得ら
れるという効果がある。

【００８２】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、エピタキシャル層と同じ型の不純物で埋込層を形成
するとともに、埋込層の不純物濃度をエピタキシャル層
に対して２桁以上大きい値としたので、埋込層における
キャリアの再結合が促進されて分光感度特性の向上が図
れるという効果がある。また、直列抵抗が低減されて出
力電流及び出力電圧を増加させることができるという効
果がある。

【００８３】請求項３の発明は、請求項１又は２の発明
において、基板と同じ型の不純物で埋込層を形成したの
で、請求項１又は２の発明と同様の効果を奏する。

【００８４】請求項４の発明は、請求項１又は２の発明
において、基板と異なる型の不純物で埋込層を形成した
ので、基板と埋込層の極性が逆となるために基板と埋込
層でＰＮ接合が形成され、基板と埋込層の間で出力を取
り出すことができ、拡散層とエピタキシャル層の間で取
り出す出力とともに、２種類の出力を得ることができる
という効果がある。

【００８５】請求項５の発明は、請求項１の発明におい
て、エピタキシャル層と異なる型の不純物で埋込層を形
成したので、請求項１の発明と同様の効果を奏する。

【００８６】請求項６の発明は、請求項１〜５の何れか
の発明において、拡散層の周辺に埋込層に達する第２の
拡散層を形成したので、請求項１〜５の何れかの発明と
同様の効果を奏する。

【００８７】請求項７の発明は、請求項１〜６の何れか
の発明において、基板の主面に形成された第２のエピタ
キシャル層と、基板上に不純物を拡散するか又はエピタ
キシャル成長により形成された第２の埋込層と、第２の
エピタキシャル層と異なる型の不純物をエピタキシャル
層に拡散して前記拡散層よりも大きな厚みに形成された
第３の拡散層とを具備する第２の光電変換部を備え、第
１の光電変換部と第２の光電変換部を同一のチップ又は
ウェハに形成したので、同一のチップ又はウェハ上に分
光感度が異なる２種類の光電変換部を設けることで種々
の用途に用いることができるとともに検出の精度を向上
することができるという効果がある。

【００８８】請求項８の発明は、請求項１〜６の何れか
の発明において、基板の主面に形成された第２のエピタ
キシャル層と、第２のエピタキシャル層と異なる型の不
純物をエピタキシャル層に拡散して形成された第３の拡
散層とを具備する第２の光電変換部を備え、第１の光電
変換部と第２の光電変換部を同一のチップ又はウェハに
形成したので、同一のチップ又はウェハ上に分光感度が
異なる２種類の光電変換部を設けることで種々の用途に
用いることができるとともに検出の精度を向上すること
ができるという効果がある。

【００８９】請求項９の発明は、請求項８の発明におい
て、第３の拡散層を前記拡散層よりも大きな厚みに形成
したので、第２の光電変換部の分光感度特性を短波長領
域の感度が低下した分光感度特性とすることができると
いう効果がある。

【００９０】請求項１０の発明は、請求項６の発明にお
いて、基板の主面に形成された第２のエピタキシャル層
と、基板上に不純物を拡散するか又はエピタキシャル成
長により形成された第２の埋込層とを具備する第２の光
電変換部を備え、第１の光電変換部と第２の光電変換部
を同一のチップ又はウェハに形成したので、同一のチッ
プ又はウェハ上に分光感度が異なる２種類の光電変換部
を設けることで種々の用途に用いることができるととも
に検出の精度を向上することができるという効果があ
る。

【００９１】請求項１１の発明は、請求項１又は２又は
４又は５又は６の発明において、前記拡散層は、光が照
射される部位の周縁に埋込層に達する深さに形成された
ので、同一のチップ又はウェハ上に分光感度が異なる２
種類の光電変換部を設けることで種々の用途に用いるこ
とができるとともに検出の精度を向上することができる
という効果がある。

【００９２】請求項１２の発明は、請求項１１の発明に
おいて、基板の主面に形成された第２のエピタキシャル
層と、第２のエピタキシャル層と異なる型の不純物をエ
ピタキシャル層に拡散して形成された第３の拡散層とを
具備する第２の光電変換部を備え、第１の光電変換部と
第２の光電変換部を同一のチップ又はウェハに形成した
ので、第２の光電変換部の分光感度特性を短波長領域の
感度が低下し且つ長波長領域の感度が増加した分光感度
特性とすることができるという効果がある。

【００９３】請求項１３の発明は、請求項１又は２又は
４又は６の発明において、基板の主面に形成された第２
のエピタキシャル層を具備する第２の光電変換部を備
え、第１の光電変換部と第２の光電変換部を同一のチッ
プ又はウェハに形成したので、同一のチップ又はウェハ
上に分光感度が異なる２種類の光電変換部を設けること
で種々の用途に用いることができるとともに検出の精度
を向上することができるという効果がある。

【００９４】請求項１４の発明は、請求項７〜１３の何
れかの発明において、請求項７〜１３に記載された第１
及び第２の光電変換部を複数組み合わせて３種類以上の
光電変換部を同一のチップ又はウェハに形成したので、
同一のチップ又はウェハ上に分光感度が異なる３種類以
上の光電変換部を設けることで種々の用途に用いること
ができるとともに検出の精度をさらに向上することがで
きるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態１を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は
同図（ａ）のＡ−Ａ’線断面図である。

【図２】実施形態２を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は
同図（ａ）のＡ−Ａ’線断面図である。

【図３】実施形態３を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は
同図（ａ）のＡ−Ａ’線断面図である。

【図４】実施形態４を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は
同図（ａ）のＡ−Ａ’線断面図である。

【図５】実施形態５における第２の光電変換部を示し、
（ａ）は平面図、（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ’線断面
図である。

【図６】同上の分光感度特性を示す図である。

【図７】実施形態６における第２の光電変換部を示し、
（ａ）は平面図、（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ’線断面
図である。

【図８】実施形態７における第２の光電変換部を示し、
（ａ）は平面図、（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ’線断面
図である。

【図９】実施形態８における第２の光電変換部を示し、
（ａ）は平面図、（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ’線断面
図である。

【図１０】実施形態９における第２の光電変換部を示
し、（ａ）は平面図、（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ’線
断面図である。

【図１１】実施形態１０における第２の光電変換部を示
し、（ａ）は平面図、（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ’線
断面図である。

【図１２】実施形態１１における第２の光電変換部を示
し、（ａ）は平面図、（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ’線
断面図である。

【図１３】実施形態１２における第２の光電変換部を示
し、（ａ）は平面図、（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ’線
断面図である。

【図１４】第１の従来例を示し、（ａ）は平面図、
（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ’線断面図である。

【図１５】第２の従来例を示し、（ａ）は平面図、
（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ’線断面図である。

【符号の説明】

１０基板１１拡散層１２エピタキシャル層１３埋込層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】シリコンの単結晶基板と、この基板の光
が照射される側の主面にエピタキシャル成長により形成
されたエピタキシャル層と、基板上に不純物を拡散する
か又はエピタキシャル成長により形成された埋込層と、
エピタキシャル層と異なる型の不純物をエピタキシャル
層に拡散して形成された拡散層とを具備する第１の光電
変換部を備えたことを特徴とする光電変換装置。
【請求項２】エピタキシャル層と同じ型の不純物で埋
込層を形成するとともに、埋込層の不純物濃度をエピタ
キシャル層に対して２桁以上大きい値としたことを特徴
とする請求項１記載の光電変換装置。
【請求項３】基板と同じ型の不純物で埋込層を形成し
たことを特徴とする請求項１又は２記載の光電変換装
置。
【請求項４】基板と異なる型の不純物で埋込層を形成
したことを特徴とする請求項１又は２記載の光電変換装
置。
【請求項５】エピタキシャル層と異なる型の不純物で
埋込層を形成したことを特徴とする請求項１記載の光電
変換装置。
【請求項６】拡散層の周辺に埋込層に達する第２の拡
散層を形成したことを特徴とする請求項１〜５の何れか
に記載の光電変換装置。
【請求項７】基板の主面に形成された第２のエピタキ
シャル層と、基板上に不純物を拡散するか又はエピタキ
シャル成長により形成された第２の埋込層と、第２のエ
ピタキシャル層と異なる型の不純物をエピタキシャル層
に拡散して前記拡散層よりも大きな厚みに形成された第
３の拡散層とを具備する第２の光電変換部を備え、第１
の光電変換部と第２の光電変換部を同一のチップ又はウ
ェハに形成したことを特徴とする請求項１〜６の何れか
に記載の光電変換装置。
【請求項８】基板の主面に形成された第２のエピタキ
シャル層と、第２のエピタキシャル層と異なる型の不純
物をエピタキシャル層に拡散して形成された第３の拡散
層とを具備する第２の光電変換部を備え、第１の光電変
換部と第２の光電変換部を同一のチップ又はウェハに形
成したことを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の
光電変換装置。
【請求項９】第３の拡散層を前記拡散層よりも大きな
厚みに形成したことを特徴とする請求項８記載の光電変
換装置。
【請求項１０】基板の主面に形成された第２のエピタ
キシャル層と、基板上に不純物を拡散するか又はエピタ
キシャル成長により形成された第２の埋込層とを具備す
る第２の光電変換部を備え、第１の光電変換部と第２の
光電変換部を同一のチップ又はウェハに形成したことを
特徴とする請求項６記載の光電変換装置。
【請求項１１】前記拡散層は、光が照射される部位の
周縁に埋込層に達する深さに形成されたことを特徴とす
る請求項１又は２又は４又は５又は６記載の光電変換装
置。
【請求項１２】基板の主面に形成された第２のエピタ
キシャル層と、第２のエピタキシャル層と異なる型の不
純物をエピタキシャル層に拡散して形成された第３の拡
散層とを具備する第２の光電変換部を備え、第１の光電
変換部と第２の光電変換部を同一のチップ又はウェハに
形成したことを特徴とする請求項１１記載の光電変換装
置。
【請求項１３】基板の主面に形成された第２のエピタ
キシャル層を具備する第２の光電変換部を備え、第１の
光電変換部と第２の光電変換部を同一のチップ又はウェ
ハに形成したことを特徴とする請求項１又は２又は４又
は６記載の光電変換装置。
【請求項１４】請求項７〜１３に記載された第１及び
第２の光電変換部を複数組み合わせて３種類以上の光電
変換部を同一のチップ又はウェハに形成したことを特徴
とする請求項７〜１３の何れかに記載の光電変換装置。