JP2018142581A - 半導体装置の製造方法、半導体装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、実施の形態1に係る半導体装置10の断面図である。半導体装置10は受光素子部10Aとキャパシタ部10Bを備えている。破線の左側が受光素子部10Aであり破線の右側がキャパシタ部10Bである。受光素子部10Aはアバランシェフォトダイオード(APD)である。キャパシタ部10Bは逆バイアスされたpn接合に生じる空乏層を電気容量として使用するタイプのキャパシタである。図1の半導体装置10の上面を「裏面」と称し、下面を「表面」と称する。受光素子部10Aは裏面側から光が入射する裏面入射型の受光素子部である。
図12は、実施の形態2に係る半導体装置70の断面図である。半導体装置70は、2つのキャパシタ部10B1、10B2を備えている。1つの基板11に受光素子部10Aとキャパシタ部10B1とキャパシタ部10B2が混載されている。キャパシタ部10B1を例えばTIA54のバイパスコンデンサとして用い、キャパシタ部10B2を例えば受光素子部10Aの電源用バイパスコンデンサとして用いることができる。キャパシタ部B2により受光素子部10Aに対する電源ノイズをカットすることが可能となる。半導体装置70に、複数のアイソレートされたキャパシタ部を形成することで外付けコンデンサの更なる削減が可能となる。
図17は、実施の形態3に係る半導体装置80の断面図である。実施の形態1の半導体装置10と異なり、キャパシタ部10Bの周囲にアイソレーション溝を設けていない。これにより、製造工程を簡素化できる。キャパシタ部10Bの第2拡散層16Bと、光吸収層12及び窓層14とのpn接合面で発生する空乏層の上限を精確に制御する必要がない場合は、上述のとおりキャパシタ部10Bの周囲のアイソレーション溝を省略することができる。図18は、半導体装置80の底面図である。キャパシタ部10Bの底面には溝は形成されていない。実施の形態3に係る半導体装置80の平面図は図3と同じである。半導体装置90を備えたCANパッケージの平面図は、図4の半導体装置10を半導体装置80に置き換えたものであるため省略する。
図19は、実施の形態4に係る半導体装置90の断面図である。半導体装置90のキャパシタ部10Bは、表面側に第1電極20と第2電極92が形成されたものである。第2電極92は、窓層14と光吸収層12を貫通し基板11を露出させるカソード溝C2に沿って、基板11と接触するように形成されている。基板11の裏面側には低反射膜44とメタルマスク40が形成され、第2電極は形成されない。
図22は、実施の形態5に係る半導体装置100の断面図である。半導体装置100は、実施の形態1の裏面入射型構造ではなく、表面入射型構造を採用するものである。図22の半導体装置100の上面を表面と称し、下面を裏面と称する。半導体装置100は表面側にアノード電極102を有している。アノード電極102は第1拡散層16Aに接している。キャパシタ部10Bの表面側には第1電極20と第2電極92が形成されている。受光素子部10Aとキャパシタ部10Bの裏面側には、メタルマスク104が形成されている。
Claims (11)
- 基板の上にn型の光吸収層を形成する工程と、
前記光吸収層の上に窓層を形成する工程と、
前記窓層の中に固相拡散又は気相拡散により前記光吸収層に接するp型の第1拡散層を形成する工程と、
前記窓層の中に固相拡散又は気相拡散により前記光吸収層に接するp型の第2拡散層を形成する工程と、
前記第1拡散層に電気的に接続されるアノード電極と、前記基板に電気的に接続されるカソード電極を形成することで前記第1拡散層と前記光吸収層によるpn接合を有する受光素子部を形成し、前記第2拡散層に電気的に接続される第1電極と、前記基板に電気的に接続される第2電極を形成することで前記第2拡散層と前記光吸収層によるpn接合を有するキャパシタ部を形成する工程と、を備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 前記基板はn型であり、前記カソード電極は、前記窓層と前記光吸収層に貫通溝を形成することで露出した前記基板に接触するように形成し、
前記基板は表面と裏面を有し、前記アノード電極と前記カソード電極は前記表面側に形成されたことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記基板はn型又は絶縁型のInPであり、前記光吸収層はInGaAsであることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記第2拡散層の周りに前記窓層と前記光吸収層を貫通して前記基板を露出させる貫通溝を形成する工程を備えたことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記第1拡散層と前記第2拡散層は前記窓層の上にZnO膜を形成し、前記ZnO膜に熱処理を施すことで形成することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記第1拡散層と前記第2拡散層の前記窓層の表面からの深さは異なることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記第1拡散層と前記第2拡散層の前記窓層の表面からの深さは等しく、
前記第1拡散層と前記第2拡散層は同じ工程で形成することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記第2拡散層を2つ形成し、前記キャパシタ部を2つ備えたことを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記第2電極は、前記窓層と前記光吸収層に貫通溝を形成することで露出した前記基板に接触させることを特徴とする請求項3に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記アノード電極は前記第1拡散層の上に環状に形成されたことを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。
- 基板と、
前記基板に形成された受光素子部と、
前記基板の前記受光素子部の隣に形成されたキャパシタ部と、を備え、
前記受光素子部は、p型の第1拡散層とn型の光吸収層が接するpn接合を有し、
前記キャパシタ部は、p型の第2拡散層とn型の光吸収層が接するpn接合を有し、
前記第1拡散層と前記第2拡散層の厚みが異なることを特徴とする半導体装置。
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