JP2003264309A - 光半導体装置および光半導体装置の製造方法 - Google Patents

光半導体装置および光半導体装置の製造方法

Info

Publication number
JP2003264309A
JP2003264309A JP2002063188A JP2002063188A JP2003264309A JP 2003264309 A JP2003264309 A JP 2003264309A JP 2002063188 A JP2002063188 A JP 2002063188A JP 2002063188 A JP2002063188 A JP 2002063188A JP 2003264309 A JP2003264309 A JP 2003264309A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
layer
light receiving
semiconductor device
antireflection film
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.)
Pending
Application number
JP2002063188A
Other languages
English (en)
Inventor
Yukiko Kashiura
浦 由貴子 樫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2002063188A priority Critical patent/JP2003264309A/ja
Priority to US10/320,684 priority patent/US6791153B2/en
Publication of JP2003264309A publication Critical patent/JP2003264309A/ja
Priority to US10/915,385 priority patent/US7042059B2/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/14609—Pixel-elements with integrated switching, control, storage or amplification elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/1462—Coatings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14643—Photodiode arrays; MOS imagers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14683—Processes or apparatus peculiar to the manufacture or treatment of these devices or parts thereof
    • H01L27/14687—Wafer level processing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14683—Processes or apparatus peculiar to the manufacture or treatment of these devices or parts thereof
    • H01L27/14689—MOS based technologies
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0216—Coatings
    • H01L31/02161—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/08—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors
    • H01L31/10—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors characterised by potential barriers, e.g. phototransistors
    • H01L31/101—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation
    • H01L31/102—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by only one potential barrier
    • H01L31/103—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by only one potential barrier the potential barrier being of the PN homojunction type
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/08—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors
    • H01L31/10—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors characterised by potential barriers, e.g. phototransistors
    • H01L31/101—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation
    • H01L31/102—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by only one potential barrier
    • H01L31/105—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by only one potential barrier the potential barrier being of the PIN type
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/548—Amorphous silicon PV cells

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Light Receiving Elements (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Bipolar Transistors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 受光素子および回路素子を同一の半導体基板
上に形成した場合であっても、受光感度が比較的高く、
受光感度のばらつきが小さく、容易に製造することがで
きる光半導体装置および該光半導体装置の製造方法を提
供する。 【解決手段】 本発明による光半導体装置１００は、第
１導電型の半導体基板１０の表面に形成された第１導電
型の第１の半導体層１２と、第１の半導体層１２の表面
に形成された第２導電型の第２の半導体層１６と、第２
の半導体層１２の表面に形成され入射光の反射を防止す
る反射防止膜３２とを有する受光素子部５２および、半
導体基板１０上の第２の半導体層１６に形成された回路
素子６０と、回路素子６０を保護するために回路素子６
０の上方を被覆し、反射防止膜３２と同一の材料から形
成された保護膜３０とを有する回路素子部、を備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光半導体装置および
光半導体装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】光通信やＤＶＤなどに使用される光信号
を電気信号に変換する受光素子として従来からＰＩＮ構
造のフォトダイオードが用いられている。ＰＩＮフォト
ダイオードは、不純物濃度が比較的低い半導体からな
る、いわゆるｉ（intrinsic）層の両側を、不純物濃度
が比較的高いｐとｎの半導体で挟んだ構造を有する。
【０００３】受光素子からの電気信号を処理する信号処
理回路素子としてバイポーラトランジスタやキャパシタ
等が用いられる。
【０００４】従来から、光半導体装置は、それぞれ別個
の半導体基板または半導体チップにて形成されたＰＩＮ
フォトダイオードおよび信号処理回路素子をハイブリッ
ド化することによって形成されていた（以下、この光半
導体装置をハイブリッド型光半導体装置という）。
【０００５】また、ＰＩＮフォトダイオードおよび信号
処理回路を同一の半導体基板または半導体チップに形成
した光半導体装置も存在する（以下、この光半導体装置
を同一基板型光半導体装置という）。
【０００６】同一基板型光半導体装置は、ハイブリッド
型光半導体装置よりも組立工程において部品点数が少な
く、組立工程における工程数も減る。従って、同一基板
型光半導体装置は、ハイブリッド型光半導体装置よりも
製造コストを低減させることができる。また、同一基板
型光半導体装置は、ＰＩＮフォトダイオードを形成した
半導体チップから信号処理回路を形成した半導体チップ
へのボンディングワイヤを必要としない。よって、同一
基板型光半導体装置はハイブリッド型光半導体装置より
も外部からの電磁ノイズに強い。従って、ハイブリッド
型光半導体装置よりも同一基板型光半導体装置の方が有
利である。
【０００７】図８は、従来の同一基板型光半導体装置２
００の模式的な拡大断面図である。ｐ型の半導体基板１
０の上にｐ−型のエピタキシャル層１２が形成されてい
る。エピタキシャル層１２の上にはｎ型のエピタキシャ
ル層１６が形成されている。また、エピタキシャル層１
６の上には絶縁層１８、絶縁層２０、電極層２２、保護
膜２４および保護膜２６が順に積層されている。
【０００８】エピタキシャル層１２、１６には、フォト
ダイオード部５０および信号処理回路部６０を形成する
ために様々な拡散層１４、４０、４２、４４が形成され
ている。また、絶縁層１８を介して拡散層に接続する電
極２８、２９が形成されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】電極層２２は、エピタ
キシャル層１６上に形成されたいずれかの電極に電気的
に接続された金属層であるとともに、信号処理回路への
光を遮蔽する遮光膜としても作用する。よって、光半導
体装置２００のうち、フォトダイオード部５０には電極
層２２が形成されておらず、光はこのフォトダイオード
部５０にのみ入射することができる。
【００１０】しかし、フォトダイオード部５０のエピタ
キシャル層１６の表面には、信号処理回路部６０や電極
２８等の製造のために絶縁層１８、２０や保護膜２４、
２６が形成されてしまう。絶縁層１８、２０や保護膜２
４、２６によって、フォトダイオード部５０への入射光
のうち多くの入射光が反射されてしまう。従って、エピ
タキシャル層１６の表面よりも下方へ入射する光が少な
くなってしまう。それによって、光半導体装置２００の
受光感度が低下してしまうという問題があった。
【００１１】また、フォトダイオード部５０のエピタキ
シャル層１６の表面に形成される膜は、それぞれ膜質や
膜厚が異なる絶縁層１８、２０および保護膜２４、２６
からなる多層膜である。この多層膜のそれぞれの膜は互
いに異なる製造工程において形成されるので、それぞれ
の膜の材料、膜質および膜厚はばらつく。それによっ
て、フォトダイオード部５０への入射光の反射率も一定
にはならない。従って、光半導体装置２００の受光感度
もばらつきが大きくなってしまうという問題もある。
【００１２】このように、フォトダイオード部５０への
入射光の反射率はエピタキシャル層１６の表面を被覆す
る膜の材料、膜質および膜厚に大きく影響される。しか
し、エピタキシャル層１６の屈折率（例えば、シリコン
の屈折率≒3.44）や入射光の波長等を考慮して、反射率
が最小になるようにエピタキシャル層１６上の膜の材
料、膜質および膜厚を形成することは困難であった。
【００１３】尚、特開平4‐271173は、周辺回路素子の
キャパシタの電極間に用いられる誘電体薄膜と受光素子
の反射防止膜とが共通の材質、膜厚からなり、共通の製
造工程において製造された光半導体装置を開示してい
る。
【００１４】しかし、特開平4‐271173における光半導
体装置においては、反射防止膜の膜厚はキャパシタの容
量を決定する要素でもあるので、キャパシタの容量によ
って反射防止膜の膜厚が制限されてしまう。また、反射
防止膜の膜厚を一定に保持した場合には、所望の容量を
得るために、キャパシタの電極面積を変更しなければな
らない。
【００１５】また、この光半導体装置においては、キャ
パシタの電極間に用いられる誘電体薄膜の形成時に受光
素子の反射防止膜が形成される。従って、受光素子の反
射防止膜の上には保護膜等の膜が形成される。よって、
受光素子における反射率を制御するためには、反射防止
膜の膜厚のみならず、その上の保護膜等の膜厚をも制御
しなければならないという問題もあった。
【００１６】そこで、本発明の目的は、受光素子および
回路素子を同一の半導体基板上に形成した場合であって
も、受光感度が比較的高く、受光感度のばらつきが小さ
い光半導体装置および該光半導体装置の製造方法を提供
することである。
【００１７】また、本発明の目的は、受光素子および回
路素子を同一の半導体基板上に形成した場合であって
も、回路素子に影響を与えることなく比較的容易に受光
感度を制御することができる光半導体装置および該光半
導体装置の製造方法を提供することである。
【００１８】さらに、本発明の目的は、受光感度が比較
的高く、受光感度のばらつきが小さい受光素子および回
路素子を同一の半導体基板上に容易に製造することがで
きる光半導体装置および該光半導体装置の製造方法を提
供することである。
【００１９】
【課題を解決するための手段】本発明に従った実施の形
態による光半導体装置は、第１導電型の半導体基板の表
面に形成された第１導電型の第１の半導体層と、該第１
の半導体層の表面に形成された第２導電型の第２の半導
体層と、該第２の半導体層の表面上に形成され入射光の
反射を防止する反射防止膜とを有する受光素子部およ
び、該半導体基板上の前記第２の半導体層に形成された
回路素子と、該回路素子を被覆し、前記反射防止膜と同
一の材料から形成された保護膜とを有する回路素子部、
を備えている。
【００２０】好ましくは、前記第１の半導体層は、前記
半導体基板よりも比抵抗が高いエピタキシャル層であ
り、前記第２の半導体層は、前記第１の半導体層の表面
上に成長したエピタキシャル層である。
【００２１】前記受光素子部は、前記反射防止膜の下の
前記第２の半導体層内に形成され該受光素子部において
発生した光電流を引き出す引出層をさらに有し、前記受
光素子部のうち光を受ける受光領域の前記第２の半導体
層の表面上には前記反射防止膜のみが形成されており、
前記回路素子部の前記第２の半導体層の表面上には、該
第２の半導体層に形成された拡散層に接続される電極を
互いに絶縁するために用いられる絶縁膜と、該絶縁膜の
上方に形成され前記電極のいずれかと電気的に接続する
少なくとも一層の電極層と、該電極層の上方に形成され
た前記保護膜とが存在するように構成してもよい。
【００２２】前記回路素子はバイポーラ・トランジスタ
を有し、前記バイポーラ・トランジスタは、前記回路素
子部の前記第２の半導体層に形成されたベース層、エミ
ッタ層およびコレクタ層を有し、前記絶縁膜は、前記ベ
ース層、前記エミッタ層および前記コレクタ層にそれぞ
れ接続された前記ベース電極、前記エミッタ電極および
前記コレクタ電極を互いに絶縁するように構成してもよ
い。
【００２３】好ましくは、前記反射防止膜および前記保
護膜は、それぞれ前記受光素子部および前記回路素子部
の最も外側に形成された膜である。
【００２４】好ましくは、前記反射防止膜の膜質と前記
保護膜の膜質とがほぼ同一であり、前記反射防止膜の膜
厚と前記保護膜の膜厚とがほぼ同一である。
【００２５】さらに好ましくは、前記反射防止膜および
前記保護膜は連続した同一の単層膜である。
【００２６】さらに好ましくは、前記反射防止膜および
前記保護膜は、シリコン窒化膜からなる。
【００２７】さらに好ましくは、前記反射防止膜の膜厚
は、（λ／(4ｎ１)）*（2ｍ＋1）をほぼ満たす（λは真
空中の光波長、ｎ１は前記反射防止膜の屈折率、ｍは０
以上の整数）。
【００２８】本発明に従った実施の形態による光半導体
装置の製造方法は、光を受けて光電流を発生する受光素
子部と、少なくとも前記受光素子部からの光電流に基づ
く信号を処理する回路素子部とを同一の半導体基板上に
形成する光半導体装置の製造方法であって、第１導電型
の半導体基板の表面に第１導電型の第１の半導体層を形
成するステップと、前記第１の半導体層上に第２導電型
の第２の半導体層を形成するステップと、前記受光素子
部および前記回路素子部の前記第２の半導体層に拡散層
を選択的に形成する拡散層形成ステップと、前記第２の
半導体層上に第１の絶縁膜を堆積する絶縁膜形成ステッ
プと、前記受光素子部のうち光を受ける受光領域におけ
る前記第２の半導体層を露出させる露出ステップと、入
射光の反射を防止する反射防止膜を、前記受光領域にお
ける前記第２の半導体層上に形成し、並びに、前記反射
防止膜と同じ材料からなり、該回路素子を被覆する保護
膜を前記第１の絶縁膜の上方に形成する保護膜形成ステ
ップとを具備する。
【００２９】好ましくは、前記保護膜形成ステップにお
いて、前記反射防止膜および前記保護膜は同一の製造工
程において同時に形成される。
【００３０】本実施の形態による光半導体装置の製造方
法は、前記絶縁膜形成ステップの後に、前記第１の絶縁
膜をパターニングして、前記拡散層と接続される電極を
形成するステップと、前記電極を被覆する第２の絶縁膜
を堆積するステップと、前記第２の絶縁膜上に前記電極
のいずれかと電気的に接続する少なくとも一層の電極層
を形成するステップとをさらに具備し、前記露出ステッ
プにおいて、前記受光領域上に存在する少なくとも前記
第１の絶縁膜および第２の絶縁膜をエッチングして前記
第２の半導体層を露出させるようにしてもよい。好まし
くは、前記反射防止膜および前記保護膜はシリコン窒化
膜である。
【００３１】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照し、本発明によ
る実施の形態を説明する。尚、本実施の形態は本発明を
限定するものではない。また、以下の実施の形態におい
て、ｐ型の半導体に代えてｎ型の半導体を用いかつｎ型
の半導体に代えてｐ型の半導体を用いても本発明または
本実施の形態の効果を得ることができる。
【００３２】図１は、本発明に従った第１の実施の形態
による光半導体装置１００の模式的な部分的拡大断面図
である。光半導体装置１００は、ｐ型の半導体基板１０
と、ｐ−型のエピタキシャル層１２と、ｎ型のエピタキ
シャル層１６とを備える。ｐ −型のエピタキシャル層１
２は、半導体基板１０よりも比抵抗が高いｐ−型の半導
体層である。本実施の形態において、エピタキシャル層
１２は、ｐ型の不純物を含んだシリコンをエピタキシャ
ル成長して形成された半導体層である。エピタキシャル
層１６は、エピタキシャル層１２の表面にｐｎ接合する
ように形成される。本実施の形態において、エピタキシ
ャル層１６は、ｎ型の不純物を含んだシリコンをエピタ
キシャル成長して形成された半導体層である。
【００３３】本実施の形態において、半導体基板１０、
エピタキシャル層１２、エピタキシャル層１６はいずれ
もシリコンからなる。しかし、これらは、ゲルマニウ
ム、炭素、ガリウムを含む半導体であってもよい。
【００３４】光半導体装置１００は光を受けて光電流を
発生する受光素子部５２と受光素子部５２から発生した
光電流に基づく信号を処理する信号処理回路部６０とに
領域として分けることができる。エピタキシャル層１６
において受光素子部５２と信号処理回路部６０とを素子
分離するために、ｐ＋型の素子分離領域４０が受光素子
部５２と信号処理回路部６０との間に形成されている。
【００３５】受光素子部５２は、エピタキシャル層１６
内に、受光素子部５２において発生した光電流を引き出
すためにｎ＋型の引出層４２と、引出層４２に接続され
たカソード電極２８を有する。受光素子部５２のうち光
を受ける受光領域５２ａにおけるエピタキシャル層１６
の表面上には、受光領域５２ａへ入射する入射光の反射
を防止するための反射防止膜３２が形成されている。反
射防止膜３２はエピタキシャル層１６の表面に直接形成
され、反射防止膜３２の上方には、その他の膜は存在し
ない。上図１には、受光素子部５２の一例として、ＰＩ
Ｎフォトダイオードが示されている。しかし、受光素子
部５２の他の例としては、ＰＮフォトダイオードであっ
てもよい。
【００３６】反射防止膜３２は、シリコン窒化膜やシリ
コン酸化膜などの誘電体材料からなる。シリコン窒化膜
はシリコン酸化膜よりも水分に強く保護膜としての効果
も有する。よって、反射防止膜３２としては、特に、シ
リコン窒化膜が好ましい。
【００３７】信号処理回路部６０は、受光素子からの信
号を処理するために様々な半導体素子を有する。図１に
は、半導体素子の一例として、１つのバイポーラ・トラ
ンジスタが示されている。信号処理回路部６０に形成さ
れる半導体素子の他の例としては、抵抗、キャパシタ、
ＭＯＳＦＥＴ等がある。
【００３８】エピタキシャル層１６には、信号処理回路
部６０を形成するために必要な拡散層が形成される。例
えば、本実施の形態においては、バイポーラ・トランジ
スタのベース層４４ｂ、エミッタ層４４ｅおよびコレク
タ層４４ｃが形成されている。
【００３９】エピタキシャル層１６の上には、ベース層
４４ｂ、エミッタ層４４ｅおよびコレクタ層４４ｃのそ
れぞれと接触するベース電極２９ｂ、エミッタ電極２９
ｅおよびコレクタ電極２９ｃを形成するために絶縁膜１
８や絶縁膜２０の層間絶縁膜が形成されている。ベース
電極２９ｂ、エミッタ電極２９ｅおよびコレクタ電極２
９ｃはアルミニウムや銅等の金属からなる。絶縁膜１
８、２０はシリコン酸化膜等である。絶縁膜１８、２０
は、各電極２９ｂ、２９ｅおよび２９ｃの間を絶縁し、
また、電極２９ｂ、２９ｅおよび２９ｃと以下に説明す
る電極層２２との間を絶縁するために用いられる。
【００４０】さらに、絶縁膜２０の上に電極層２２が形
成されている。電極層２２はエピタキシャル層１６上に
形成されたいずれかの電極に電気的に接続された金属層
であるとともに、信号処理回路への光を遮蔽する遮光膜
としても作用する。それによって、信号処理回路部６０
に形成された半導体素子が誤作動することを防止するこ
とができる。電極層２２は金属からなる多層配線のうち
の１つの電極層である。電極層２２の上には、さらに、
保護膜２４および保護膜３０が形成されている。
【００４１】受光素子部５２のうち受光領域５２ａ以外
のエピタキシャル層１６の上にも、カソード電極２８を
形成するために絶縁膜１８や絶縁膜２０の層間絶縁膜が
形成されている。カソード電極２８もアルミニウムや銅
等の金属からなる。また、信号処理回路部６０における
エピタキシャル層１６の上と同様に、絶縁膜２０の上に
電極層２２が形成され、電極層２２の上に保護膜２４お
よび保護膜３０が形成されている。
【００４２】保護膜３０および反射防止膜３２は、信号
処理回路部６０および受光素子部５２において、最も外
側を被覆する保護膜である。また、保護膜３０は反射防
止膜３２と同一の材料からなる。本実施の形態によれ
ば、保護膜３０および反射防止膜３２は、ともにシリコ
ン窒化膜からなる。さらに、保護膜３０および反射防止
膜３２は、信号処理回路部６０と受光素子部５２との境
界にある絶縁膜１８、２０および保護膜２４からなる側
壁をも被覆している。即ち、保護膜３０および反射防止
膜３２は、互いに連続して繋がっており、同一の単層膜
から形成されている。
【００４３】本実施の形態による光半導体装置１００の
動作を説明するとともに、その効果を記述する。
【００４４】受光素子部５２の受光領域５２ａへ光が入
射する。この入射光は、ｐ−型のエピタキシャル層１２
とｎ型のエピタキシャル層１６との間のｐｎ接合部に形
成された空乏層に到達し、光電流を発生させる。ｐｎ接
合部において発生した光電流は、引出層４２を介してカ
ソード電極２８、若しくは、エピタキシャル層１２に電
気的に接続されたアノード電極（図示せず）から引き出
され、電気信号として信号処理回路６０において処理さ
れる。
【００４５】受光素子の応答速度は、その受光素子の容
量（Ｃ）と抵抗成分（Ｒ）の積であるＣＲ時定数と空乏
層内の光励起キャリアの走行時間で制限される。本実施
の形態において、受光素子部５２は、エピタキシャル層
１２における不純物濃度が低いＰＩＮフォトダイオード
である。従って、空乏層は、エピタキシャル層１２にお
いて低バイアス電圧で容易に広がり、エピタキシャル層
１２の厚さを適度に設定すれば容量と抵抗成分を抑え、
ＣＲ時定数を小さくすることができる。また、低バイア
ス電圧で空乏層が広がるため、空乏層内の電界強度を容
易に強くでき、光励起キャリアの走行速度を速くするこ
とができる。それによって、光半導体装置１００は、高
周波信号に対応することができる。
【００４６】図８に示す従来の光半導体装置２００にお
いては、フォトダイオード５０に形成された絶縁膜１
８、２０や保護膜２４、２６によって、入射光のうち多
くの量の光が反射されていた。即ち、絶縁膜１８、２０
や保護膜２４、２６からなる多層膜の反射率は大きかっ
た。また、多層膜を構成するそれぞれの膜のばらつきに
より、反射率のばらつきも大きかった。
【００４７】一般に、式１を満たす膜厚ｄの誘電体膜を
半導体材料の上に形成した場合に、該誘電体膜の表面の
反射率Ｒは最小となり得る。その最小の反射率Ｒは式２
によって表される。 ｄ＝（λ／4ｎ１）＊（2ｍ＋1） （式１） Ｒ＝（ｎ０ｎ２−ｎ１ ２）２／（ｎ０ｎ２＋ｎ１ ２）２ （式２） ここで、λは入射光の真空中の波長である。ｍは０以上
の整数である。ｎ０は、誘電体膜に入射する前に光が伝
播していた媒体の屈折率である。この媒体は、通常、窒
素（Ｎ２）であることが多く、ｎ０はおよそ1である。
本実施の形態において、ｎ０＝1とする。ｎ１は誘電体
膜の屈折率である。ｎ２は半導体材料の屈折率である。
【００４８】従来においては、絶縁膜１８、２０、およ
び保護膜２４、２６はシリコン酸化膜とシリコン窒化膜
の組合せからなる。膜１８、２０、２４および２６から
なる多層膜の反射率は、実験的に、10％から40％の範囲
内でばらついた。即ち、従来のフォトダイオード５０に
おいては入射光の反射率の値およびそのばらつきがとも
に大きった。このときの従来の光半導体装置２００の受
光感度は、同じ構造で形成したフォトダイオードにおい
ても、650nmの波長の光に対して約0.3A/W（アンペア／
ワット）から約0.43 A/W程度のばらつきがあった。ここ
で、受光感度とは、入射光パワー（W）に対する光電流
（A）の比で定義される。
【００４９】一方、本発明に従った実施の形態による光
半導体装置１００において、受光素子部５２のエピタキ
シャル層１６の上には、反射防止膜３２のみしか形成さ
れていない。本実施の形態において、エピタキシャル層
１６はシリコンであり、屈折率（ｎ２）は約3.44であ
る。反射防止膜３２は、シリコン窒化膜であり、屈折率
（ｎ１）は約2.05である。入射光の波長λは650ｎｍで
ある。また、反射防止膜３２に入射する前に光が伝播し
ていた媒体は窒素（Ｎ２）でありｎ０はおよそ1であ
る。このとき、式１を満たす反射防止膜３２の厚さは、
約79.3ｎｍ（ｍ＝0）である。
【００５０】式２を用いて、このときの反射防止膜３２
の反射率Ｒを計算すると、反射率Ｒは約0.99％である。
従って、本実施の形態における受光素子の反射防止膜３
２の反射率は、従来の多層膜の反射率に比べ非常に小さ
い。また、反射防止膜３２の厚さが約79.3ｎｍ±10％程
度ばらついた場合であっても、反射率Ｒはいずれの場合
も約4％以下であり、従来よりも、ばらつきが小さい。
【００５１】実験的に、シリコンからなるエピタキシャ
ル層１６上に70ｎｍから90ｎｍのシリコン窒化膜からな
る反射防止膜３２を形成した結果、受光感度は約0.49A/
Wから約0.50 A/Wであった。従って、本実施の形態によ
る光半導体装置１００の受光感度は従来よりも向上す
る。これは、従来よりも反射率が低下して受光素子内へ
入射する光の量が多くなったからである。
【００５２】尚、本実施の形態と同様の条件において、
理論的に量子効率が100％のときに、受光感度は0.524 A
/Wである。即ち、本実施の形態による光半導体装置１０
０は、量子効率がほぼ95％のときの受光感度を得ること
ができる。量子効率とは、受光素子に入射す得る光子数
に対して光電流を生み出す電荷数の比である。
【００５３】反射防止膜３２の上方には他の膜が存在せ
ず、反射防止膜３２は単層膜なので、反射防止膜３２の
膜厚を制御することによって、反射率や受光感度を制御
することができる。よって、本実施の形態によれば、反
射率や受光感度の制御が容易である。
【００５４】反射防止膜３２は単層膜なので、反射防止
膜３２の膜厚は容易に薄くすることができる。通常、膜
厚のばらつき幅は、所望の膜厚の１０％程度と考えら
れ、反射防止膜３２が薄いことによって、膜厚のばらつ
きが小さくなるので、反射防止膜３２の反射率がばらつ
くことなく安定する。即ち、光半導体装置１００の受光
感度が安定する。
【００５５】保護膜３０および反射防止膜３２は、信号
処理回路部６０および受光素子部５２において、最も外
側を被覆する保護膜である。また、保護膜３０および反
射防止膜３２は、同一の単層膜（本実施の形態によれば
シリコン窒化膜）であり、互いに連続している。従っ
て、保護膜３０反射防止膜３２は、光半導体装置１００
の製造において同一の製造工程で同時に形成され得る。
【００５６】さらに、保護膜３０および反射防止膜３２
は互いに連続しているので、保護膜３０および反射防止
膜３２は、それらの下に存在する半導体素子の保護膜と
して有効である。即ち、反射防止膜３２は、入射光が反
射することを防止する作用だけでなく、半導体素子の保
護膜としての作用をも兼ね備えている。
【００５７】次に、本発明に従った本実施の形態による
光半導体装置１００の製造方法を説明する。図２から図
６は、本実施の形態による光半導体装置の製造方法を製
造工程順に示した部分的拡大断面図である。
【００５８】図２に示すように、まず、ｐ型の半導体基
板１０の表面にｐ−型のエピタキシャル層１２を形成す
る。次に、エピタキシャル層１２上にｎ型のエピタキシ
ャル層１６を形成する。エピタキシャル層１２、１６
は、気相エピタキシャル成長法または固相エピタキシャ
ル成長法などにより形成され得る。尚、エピタキシャル
層１６の形成前に、エピタキシャル層１２に必要な拡散
層１４が形成される。本実施の形態によれば、半導体基
板１０はシリコン基板であり、エピタキシャル層１２、
１６はいずれもシリコン単結晶からなる。
【００５９】図３に示すように、次に、エピタキシャル
層１２、１６に、受光素子部５２と信号処理回路部６０
とを素子分離するための素子分離層４０、バイポーラ・
トランジスタを形成するベース層４４ｂ、エミッタ層４
４ｅおよびコレクタ層４４ｃ、並びに、引出層４２等の
拡散層を形成する。これらの拡散層を形成するために、
不純物がエピタキシャル層１２、１６に選択的に注入さ
れ、熱処理が施される。不純物は、ｎ型としてヒ素（Ａ
ｓ）またはリン（Ｐ）、ｐ型としてボロン（Ｂ）等であ
る。
【００６０】図４に示すように、次に、絶縁膜１８がＣ
ＶＤ(Chemical Vapor Deposition)法等によって堆積さ
れる。絶縁膜１８は、フォトリソグラフィ技術およびエ
ッチングによりパターニングされる。さらに、スパッタ
法により金属膜を形成し、この金属膜をパターニングす
ることによって、拡散層４２、４４ｂ、４４ｅ、４４ｃ
とそれぞれ接続される電極２８、２９ｂ、２９ｅおよび
２９ｃが形成される。本実施の形態において、絶縁膜１
８はシリコン酸化膜であり、電極２８は銅またはアルミ
ニウム等からなる。
【００６１】図５に示すように、次に、これらの電極２
８、２９ｂ、２９ｅおよび２９ｃを被覆するように絶縁
膜２０がＣＶＤ法等によって堆積される。さらに、受光
領域５２ａ以外の受光素子部５２への入射光および信号
処理回路部６０への入射光を遮蔽する電極層２２が絶縁
膜２０の上に形成される。電極層２２は、多層配線のう
ちの１つの金属配線層として形成されることが多く、金
属膜をスパッタリングし、受光領域５２ａの領域にある
金属膜をフォトリソグラフィ技術およびエッチングによ
り除去することによって形成される。さらに、電極層２
２および絶縁膜２０の上に、保護膜２４がＣＶＤ法等に
よって堆積される。本実施の形態によれば、絶縁膜２０
および保護膜２４はシリコン酸化膜からなり、電極層２
２は銅またはアルミニウム等からなる。
【００６２】図６に示すように、次に、受光素子部５２
の受光領域５２ａにある保護膜２４、絶縁膜２０および
絶縁膜１８がフォトリソグラフィ技術およびエッチング
により除去される。それによって、受光領域５２ａにお
けるエピタキシャル層１６の表面が露出される。
【００６３】尚、受光領域５２ａに予めプラグを形成し
ておき、絶縁膜１８、２０、電極層２２および保護膜２
４をエピタキシャル層１６上に選択的に堆積し、その
後、該プラグを除去することによって受光領域５２ａに
おけるエピタキシャル層１６を露出させてもよい。
【００６４】図７に示すように、さらに、保護膜３０お
よび反射防止膜３２が信号処理回路部６０および受光素
子部５２の上を被覆するように堆積される。保護膜３０
は、信号処理回路部６０および受光領域５２ａ以外の受
光素子部５２における保護膜２４を被覆する。反射防止
膜３２は受光領域５２ａにおいて露出されているエピタ
キシャル層１６の表面を被覆する。本実施の形態におい
て、保護膜３０および反射防止膜３２は、ともにシリコ
ン窒化膜から形成されている。また、保護膜３０および
反射防止膜３２は、同一の製造工程において同時に形成
される。保護膜３０および反射防止膜３２は、例えば、
ＬＰ−ＣＶＤ（Low-Pressure ChemicalVapor Depositio
n）法によって堆積される。
【００６５】本実施の形態による光半導体装置の製造方
法によれば、保護膜３０および反射防止膜３２が同一の
製造工程において同時に形成されるので、本発明による
光半導体装置を容易に製造することができる。より詳細
には、受光領域５２ａの領域にある膜２４、２０および
１８を除去するために、フォトリソグラフィ工程および
エッチング工程が追加されるだけである。従って、本実
施の形態による光半導体装置の製造方法によれば、本発
明による光半導体装置を容易に製造することができ、そ
の製造コストも低く抑えることができる。
【００６６】また、本実施の形態による光半導体装置の
製造方法によれば、保護膜３０および反射防止膜３２
は、光半導体装置の製造工程のうち最後の工程におい
て、形成される。従って、反射防止膜３２の上には、反
射防止膜３２以外の膜は形成されない。即ち、エピタキ
シャル層１６上に形成されている膜は反射防止膜３２の
みの単層膜である。それによって、反射防止膜３２の膜
厚によって反射率がほぼ決定され得る。また、反射防止
膜３２のみの膜厚を薄く形成することによって、反射率
のばらつきが低減され得る。
【００６７】また、保護膜３０および反射防止膜３２
は、同一の製造工程において同時に形成されるので、信
号処理回路部６０と受光素子部５２との境界にある膜１
８、２０、２４からなる側壁をも被覆し、互いに連続し
た状態に形成される。それによって、保護膜３０および
反射防止膜３２は保護膜としてより効果的に作用する。
【００６８】尚、特開平4‐271173は、周辺回路素子の
キャパシタの電極間に用いられる誘電体薄膜と受光素子
の反射防止膜とが共通の材質、膜厚からなり、共通の製
造工程において製造された光半導体装置を開示してい
る。
【００６９】このような光半導体装置においては、反射
防止膜の膜厚はキャパシタの容量を決定する要素でもあ
るので、キャパシタの容量によって反射防止膜の膜厚が
制限されてしまう。また、反射防止膜の膜厚を一定に保
持した場合には、所望の容量を得るために、キャパシタ
の電極面積を変更しなければならない。例えば、式１を
満たす膜厚ｄの反射防止膜を維持したまま所望のキャパ
シタ容量を得るために、キャパシタの電極面積を通常よ
り大きくしなければならない場合がある。
【００７０】また、この光半導体装置においては、キャ
パシタの電極間に用いられる誘電体薄膜の形成時に受光
素子の反射防止膜が形成される。従って、受光素子の反
射防止膜の上には保護膜等の膜が形成される。従って、
受光素子における反射率を制御するためには、反射防止
膜の膜厚のみならず、その上の保護膜等の膜厚をも制御
しなければならない。
【００７１】一方で、本発明に従った実施の形態による
光半導体装置１００においては、受光素子のエピタキシ
ャル層１６の上には、反射防止膜３２からなる単層膜が
存在するのみである。よって、受光素子における反射率
を制御するためには、反射防止膜の膜厚を制御すれば足
りる。また、本発明に従った実施の形態による光半導体
装置１００においては、反射防止膜３２は、キャパシタ
の容量とは関係なく、保護膜の作用を兼ね備えたもので
ある。よって、反射防止膜３２は、式１を満たす膜厚ｄ
を維持したとしてもキャパシタ等の信号処理回路部６０
にはなんら問題は生じない。
【００７２】
【発明の効果】本発明に従った光半導体装置および該光
半導体装置の製造方法によれば、受光素子および信号処
理回路素子を同一の半導体基板上に形成した場合であっ
ても、受光感度が従来よりも高く、受光感度のばらつき
が従来よりも小さい。
【００７３】本発明に従った光半導体装置および該光半
導体装置の製造方法によれば、受光素子および回路素子
を同一の半導体基板上に形成した場合であっても、回路
素子に影響を与えることなく比較的容易に受光感度を制
御することができる。
【００７４】本発明に従った光半導体装置および該光半
導体装置の製造方法によれば、受光感度が比較的高く、
受光感度のばらつきが小さい受光素子および信号処理回
路素子を同一の半導体基板上に容易に製造することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従った第１の実施の形態による光半導
体装置１００の模式的な部分的拡大断面図。
【図２】本実施の形態による光半導体装置の製造方法の
製造工程を示した部分的拡大断面図。
【図３】図２の次の製造工程を示した部分的拡大断面
図。
【図４】図３の次の製造工程を示した部分的拡大断面
図。
【図５】図４の次の製造工程を示した部分的拡大断面
図。
【図６】図５の次の製造工程を示した部分的拡大断面
図。
【図７】図６の次の製造工程を示した部分的拡大断面
図。
【図８】従来の同一基板型光半導体装置２００の模式的
な拡大断面図。
【符号の説明】
１００ 光半導体装置 １０ 半導体基板 １２ エピタキシャル層 １４、４４ｂ、４４ｅ、４４ｃ 拡散層 １６ エピタキシャル層 １８、２０ 絶縁膜 ２２ 電極層 ２４、３０ 保護膜 ２８ カソード電極 ２９ｂ、２９ｅ、２９ｃ 電極 ３２ 反射防止膜 ４０ 素子分離領域 ４２ 引出層 ５２ 受光素子部 ５２ａ 受光領域 ６０ 信号処理回路部
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１４年１２月１１日（２００２．１２．
１１）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００３】受光素子からの電気信号を処理する信号処
理回路素子としてバイポーラトランジスタやキャパシ
タ、抵抗、ＭＯＳＦＥＴ等が用いられる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１４】しかし、特開平4‐271173における光半導
体装置においては、反射防止膜の膜厚はキャパシタの容
量を決定する要素でもあるので、キャパシタの容量によ
って反射防止膜の膜厚が制限されてしまう。また、反射
防止膜の膜厚を入射光の波長に合わせて最適値に設定す
る場合には、所望の容量を得るために、キャパシタの電
極面積を変更しなければならない。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１９】
【課題を解決するための手段】本発明に従った実施の形
態による光半導体装置は、第１導電型の半導体基板の表
面に形成された第１導電型の第１の半導体層と、該第１
の半導体層の表面に形成された第２導電型の第２の半導
体層と、該第２の半導体層の表面上に形成され入射光の
反射を防止する反射防止膜とを有する受光素子部およ
び、前記第２の半導体層に形成された回路素子と、該回
路素子を構成する電極層のうち最上層の電極層を被覆
し、前記反射防止膜と同一の材料から形成された保護膜
とを有する回路素子部、を備えている。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２４】好ましくは、前記反射防止膜の膜厚と前記
保護膜の膜厚とがほぼ同一である。
フロントページの続き Ｆターム(参考） 4M118 AA01 AB10 BA02 CA03 CA05 CA09 CB01 FC09 GB03 GB11 GB15 GB18 5F003 BA11 BA13 BA25 BC08 BG03 BJ12 BP31 5F049 MA04 MB02 NA02 NA18 NA20 NB01 NB08 PA05 PA09 PA14 PA20 RA06 SE12 SE16 SS03 SZ03 SZ04 SZ12 UA04 UA20

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】第１導電型の半導体基板の表面に形成され
    た第１導電型の第１の半導体層と、該第１の半導体層の
    表面に形成された第２導電型の第２の半導体層と、該第
    ２の半導体層の表面上に形成され入射光の反射を防止す
    る反射防止膜とを有する受光素子部および、 該半導体基板上の前記第２の半導体層に形成された回路
    素子と、該回路素子を被覆し、前記反射防止膜と同一の
    材料から形成された保護膜とを有する回路素子部、を備
    えた光半導体装置。
  2. 【請求項２】前記第１の半導体層は、前記半導体基板よ
    りも比抵抗が高いエピタキシャル層であり、 前記第２の半導体層は、前記第１の半導体層の表面上に
    成長したエピタキシャル層であることを特徴とする請求
    項１に記載の光半導体装置。
  3. 【請求項３】前記受光素子部は、前記反射防止膜の下の
    前記第２の半導体層内に形成され該受光素子部において
    発生した光電流を引き出す引出層をさらに有し、 前記受光素子部のうち光を受ける受光領域の前記第２の
    半導体層の表面上には前記反射防止膜のみが形成されて
    おり、 前記回路素子部の前記第２の半導体層の表面上には、該
    第２の半導体層に形成された拡散層に接続される電極を
    互いに絶縁するために用いられる絶縁膜と、該絶縁膜の
    上方に形成され前記電極のいずれかと電気的に接続する
    少なくとも一層の電極層と、該電極層の上方に形成され
    た前記保護膜とが存在していることを特徴とする請求項
    ２に記載の光半導体装置。
  4. 【請求項４】前記回路素子はバイポーラ・トランジスタ
    を有し、 前記バイポーラ・トランジスタは、前記回路素子部の前
    記第２の半導体層に形成されたベース層、エミッタ層お
    よびコレクタ層を有し、 前記絶縁膜は、前記ベース層、前記エミッタ層および前
    記コレクタ層にそれぞれ接続された前記ベース電極、前
    記エミッタ電極および前記コレクタ電極を互いに絶縁す
    ることを特徴とする請求項３に記載の光半導体装置。
  5. 【請求項５】前記反射防止膜および前記保護膜は、それ
    ぞれ前記受光素子部および前記回路素子部の最も外側に
    形成された膜であることを特徴とする請求項１から請求
    項４のいずれかに記載の光半導体装置。
  6. 【請求項６】前記反射防止膜の膜質と前記保護膜の膜質
    とが同一であり、前記反射防止膜の膜厚と前記保護膜の
    膜厚とがほぼ同一であることを特徴とする請求項１から
    請求項５のいずれかに記載の光半導体装置。
  7. 【請求項７】前記反射防止膜および前記保護膜は連続し
    た同一の単層膜からなることを特徴とする請求項６に記
    載の光半導体装置。
  8. 【請求項８】前記反射防止膜および前記保護膜は、シリ
    コン窒化膜からなることを特徴とする請求項１から請求
    項７のいずれかに記載の光半導体装置。
  9. 【請求項９】前記反射防止膜の膜厚は、（λ／(4
    ｎ１)）*（2ｍ＋1）をほぼ満たす（λは真空中の光波
    長、ｎ１は前記反射防止膜の屈折率、ｍは０以上の整
    数）ことを特徴とする請求項８に記載の光半導体装置。
  10. 【請求項１０】光を受けて光電流を発生する受光素子部
    と、少なくとも前記受光素子部からの光電流に基づく信
    号を処理する回路素子部とを同一の半導体基板上に形成
    する光半導体装置の製造方法であって、 第１導電型の半導体基板の表面に第１導電型の第１の半
    導体層を形成するステップと、 前記第１の半導体層上に第２導電型の第２の半導体層を
    形成するステップと、 前記受光素子部および前記回路素子部の前記第２の半導
    体層に拡散層を選択的に形成する拡散層形成ステップ
    と、 前記第２の半導体層上に第１の絶縁膜を堆積する絶縁膜
    形成ステップと、 前記受光素子部のうち光を受ける受光領域における前記
    第２の半導体層を露出させる露出ステップと、 入射光の反射を防止する反射防止膜を、前記受光領域に
    おける前記第２の半導体層上に形成し、並びに、前記反
    射防止膜と同じ材料からなり、該回路素子を被覆する保
    護膜を前記第１の絶縁膜の上方に形成する保護膜形成ス
    テップとを具備することを特徴とする光半導体装置の製
    造方法。
  11. 【請求項１１】前記保護膜形成ステップにおいて、前記
    反射防止膜および前記保護膜は同一の製造工程において
    同時に形成されることを特徴とする請求項１０に記載の
    光半導体装置の製造方法。
  12. 【請求項１２】前記絶縁膜形成ステップの後に、 前記第１の絶縁膜をパターニングして、前記拡散層と接
    続される電極を形成するステップと、 前記電極を被覆する第２の絶縁膜を堆積するステップ
    と、 前記第２の絶縁膜上に前記電極のいずれかと電気的に接
    続する少なくとも一層の電極層を形成するステップとを
    さらに具備し、 前記露出ステップにおいて、前記受光領域上に存在する
    少なくとも前記第１の絶縁膜および第２の絶縁膜をエッ
    チングして前記第２の半導体層を露出させることを特徴
    とする請求項１０または請求項１１に記載の光半導体装
    置の製造方法。
  13. 【請求項１３】前記反射防止膜および前記保護膜はシリ
    コン窒化膜であることを特徴とする請求項１０から請求
    項１２のいずれかに記載の光半導体装置の製造方法。
JP2002063188A 2002-03-08 2002-03-08 光半導体装置および光半導体装置の製造方法 Pending JP2003264309A (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002063188A JP2003264309A (ja) 2002-03-08 2002-03-08 光半導体装置および光半導体装置の製造方法
US10/320,684 US6791153B2 (en) 2002-03-08 2002-12-17 Photo detector with passivation layer and antireflection layer made of the same material
US10/915,385 US7042059B2 (en) 2002-03-08 2004-08-11 Optical semiconductor device and method for manufacturing optical semiconductor device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002063188A JP2003264309A (ja) 2002-03-08 2002-03-08 光半導体装置および光半導体装置の製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2003264309A true JP2003264309A (ja) 2003-09-19

Family

ID=27784921

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002063188A Pending JP2003264309A (ja) 2002-03-08 2002-03-08 光半導体装置および光半導体装置の製造方法

Country Status (2)

Country Link
US (2) US6791153B2 (ja)
JP (1) JP2003264309A (ja)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006041432A (ja) * 2004-07-30 2006-02-09 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光半導体装置及びその製造方法
JP2006210582A (ja) * 2005-01-27 2006-08-10 Matsushita Electric Ind Co Ltd 固体撮像装置及びその製造方法
JP2006245180A (ja) * 2005-03-02 2006-09-14 Texas Instr Japan Ltd 半導体装置およびその検査方法
JP2007227445A (ja) * 2006-02-21 2007-09-06 Sanyo Electric Co Ltd 半導体装置及びその製造方法
JP2009016729A (ja) * 2007-07-09 2009-01-22 Texas Instr Japan Ltd Ｐｉｎフォトダイオードの製造方法
JP2017168535A (ja) * 2016-03-14 2017-09-21 セイコーＮｐｃ株式会社 光センサ
JP2017168532A (ja) * 2016-03-14 2017-09-21 セイコーＮｐｃ株式会社 光センサ及びその製造方法
JP2020109799A (ja) * 2019-01-07 2020-07-16 富士通株式会社 電子装置、電子装置の製造方法及び電子機器

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100618820B1 (ko) * 2004-02-10 2006-09-12 삼성전자주식회사 Ｐｎ 접합에 의해 분리된 수광부를 갖는 포토다이오드 및 그의 제조방법
EP1564817A1 (en) * 2004-02-10 2005-08-17 Samsung Electronics Co., Ltd. Photodiode having light-absorption part separated by PN junction and method of fabricating the same
US7259444B1 (en) * 2004-07-20 2007-08-21 Hrl Laboratories, Llc Optoelectronic device with patterned ion implant subcollector
US7189957B2 (en) * 2005-02-25 2007-03-13 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Methods to improve photonic performances of photo-sensitive integrated circuits
JP2007242697A (ja) * 2006-03-06 2007-09-20 Canon Inc 撮像装置および撮像システム
JP2007317768A (ja) 2006-05-24 2007-12-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光半導体装置およびその製造方法
JP4770857B2 (ja) * 2008-03-27 2011-09-14 日本テキサス・インスツルメンツ株式会社 半導体装置
JP2010238848A (ja) * 2009-03-31 2010-10-21 Sony Corp 固体撮像装置および電子機器
US10035551B2 (en) 2015-06-19 2018-07-31 Delve Equipment, LLC Tracked vehicle suspension systems and methods
US10147829B2 (en) * 2016-09-23 2018-12-04 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Dielectric sidewall structure for quality improvement in Ge and SiGe devices
JP2020009790A (ja) * 2016-11-09 2020-01-16 シャープ株式会社 アバランシェフォトダイオード
US20230112479A1 (en) * 2021-10-12 2023-04-13 Tyntek Corporation Photodiode
CN114284305B (zh) * 2021-12-07 2024-01-12 杭州海康微影传感科技有限公司 光电探测器及其制备方法、射线探测装置

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61172381A (ja) * 1984-12-22 1986-08-04 Fujitsu Ltd ＩｎＰ系化合物半導体装置
JPS61154063A (ja) 1984-12-26 1986-07-12 Toshiba Corp 光半導体装置およびその製造方法
JP2584353B2 (ja) 1991-02-27 1997-02-26 三洋電機株式会社 光半導体装置
JPH0575092A (ja) 1991-09-10 1993-03-26 Sony Corp 光電子集積回路装置の製造方法
JPH0582827A (ja) 1991-09-19 1993-04-02 Nec Corp 半導体受光素子
JP2829555B2 (ja) * 1992-08-20 1998-11-25 三菱電機株式会社 微細レジストパターンの形成方法
JP2988819B2 (ja) 1993-12-24 1999-12-13 シャープ株式会社 回路内蔵受光素子の作製方法
JPH08228019A (ja) 1995-12-07 1996-09-03 Matsushita Electron Corp 光半導体装置
JP3366226B2 (ja) 1997-07-15 2003-01-14 シャープ株式会社 分割フォトダイオード及び回路内蔵受光素子
JP3204216B2 (ja) 1998-06-24 2001-09-04 日本電気株式会社 固体撮像装置およびその製造方法
US6586718B2 (en) * 2000-05-25 2003-07-01 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Photodetector and method for fabricating the same

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006041432A (ja) * 2004-07-30 2006-02-09 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光半導体装置及びその製造方法
JP2006210582A (ja) * 2005-01-27 2006-08-10 Matsushita Electric Ind Co Ltd 固体撮像装置及びその製造方法
JP4686201B2 (ja) * 2005-01-27 2011-05-25 パナソニック株式会社 固体撮像装置及びその製造方法
US8115241B2 (en) 2005-01-27 2012-02-14 Panasonic Corporation Solid state imaging apparatus and method for fabricating the same
JP2006245180A (ja) * 2005-03-02 2006-09-14 Texas Instr Japan Ltd 半導体装置およびその検査方法
JP2007227445A (ja) * 2006-02-21 2007-09-06 Sanyo Electric Co Ltd 半導体装置及びその製造方法
JP2009016729A (ja) * 2007-07-09 2009-01-22 Texas Instr Japan Ltd Ｐｉｎフォトダイオードの製造方法
JP2017168535A (ja) * 2016-03-14 2017-09-21 セイコーＮｐｃ株式会社 光センサ
JP2017168532A (ja) * 2016-03-14 2017-09-21 セイコーＮｐｃ株式会社 光センサ及びその製造方法
JP2020109799A (ja) * 2019-01-07 2020-07-16 富士通株式会社 電子装置、電子装置の製造方法及び電子機器

Also Published As

Publication number Publication date
US20030168709A1 (en) 2003-09-11
US20050006715A1 (en) 2005-01-13
US7042059B2 (en) 2006-05-09
US6791153B2 (en) 2004-09-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2003264309A (ja) 光半導体装置および光半導体装置の製造方法
KR100460404B1 (ko) 회로내장 감광 장치
US7687872B2 (en) Back-lit image sensor with a uniform substrate temperature
US5233181A (en) Photosensitive element with two layer passivation coating
US6538267B2 (en) Integrated semiconductor optic sensor device
US6846694B2 (en) Semiconductor device with built-in light receiving element, production method thereof, and optical pickup incorporating the same
KR100394212B1 (ko) 회로-내장 수광 장치 및 그의 제조 방법
US6551904B2 (en) Method of manufacturing photodiodes
JP2505767B2 (ja) 光電変換装置の製造方法
US6459132B1 (en) Image sensing device and production process thereof
JP2000332287A (ja) 半導体素子及びその製造方法
JP3582715B2 (ja) 回路内蔵受光素子の製造方法
KR100666427B1 (ko) 반도체 장치의 제조 방법 및 반도체 장치
JP2007184410A (ja) 半導体受光素子およびその製造方法
JP2003110098A (ja) 回路内蔵受光素子の製造方法
JP2723863B2 (ja) 集積化受光素子及びその製造方法
JP2657119B2 (ja) 光半導体装置
JP2001320078A (ja) 光半導体装置およびその製造方法
JP2898810B2 (ja) 回路内蔵受光素子およびその製造方法
US7705414B2 (en) Photoelectric conversion device and image sensor
JP2584353B2 (ja) 光半導体装置
US5038190A (en) Photoelectric conversion device with disabled electrode
JPH05226687A (ja) 受光素子及びその製造方法
JP3404025B2 (ja) イメージセンサー
JPS6260275A (ja) 光電変換素子の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20060201

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20060811

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20061005

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20061027

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20070302