JP2023019413A - フォトダイオード及び光感応デバイス - Google Patents
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Abstract
【課題】受光感度の低減を抑制すること。【解決手段】フォトダイオード１は、透明電極１２を有する第１絶縁体層１１と、第１絶縁体層１１と接するリンドープポリシリコン層１３と、リンドープポリシリコン層１３における第１絶縁体層１１と接する面１３ａに対向する面１３ｂと第１面１４ａで接するｎ型マグネシウムシリサイド層１４と、ｎ型マグネシウムシリサイド層１４における第１面１４ａの対向面１４ｂとｐｎ接合を形成する第２面１５ａを有するｐ型マグネシウムシリサイド層１５と、ｐ型マグネシウムシリサイド層１５の第２面１５ａの対向面１５ｂと接し、金属電極２１を有する第２絶縁体層１６と、を備え、金属電極２１は、異なる金属を含む複数の層により形成されている。【選択図】図１
Description
本開示は、フォトダイオード及び光感応デバイスに関する。
光を電気信号に変換する素子として、フォトダイオードが知られている。特許文献１には、Ｍｇ２Ｓｉを用いたフォトダイオードが開示されている。
特許文献１に記載の技術のようなフォトダイオードでは、受光感度の低減を抑制する様々な構造が望まれている。
１つの態様に係るフォトダイオードは、光入射部を有する第１絶縁体層と、前記第１絶縁体層と接するリンドープポリシリコン層と、前記リンドープポリシリコン層における前記第１絶縁体層と接する面に対向する面と第１面で接するｎ型マグネシウムシリサイド層と、前記ｎ型マグネシウムシリサイド層における前記第１面の対向面とｐｎ接合を形成する第２面を有するｐ型マグネシウムシリサイド層と、前記ｐ型マグネシウムシリサイド層の前記第２面の対向面と接し、金属電極を有する第２絶縁体層と、を備え、前記金属電極は、異なる金属を含む複数の層により形成されている。
１つの態様に係る光感応デバイスは、上記のフォトダイオードを含む。
本開示の１つの態様によれば、受光感度の低減を抑制できる。
以下に実施形態に係るフォトダイオード及び光感応デバイスについて説明する。
［第一実施形態］
（フォトダイオード）
図１は、第一実施形態に係るフォトダイオードを説明するための断面模式図である。図１では、下側が表面、上側が裏面である。フォトダイオード１は、ＰＩＮフォトダイオードである。フォトダイオード１は、Ｍｇ２Ｓｉ単結晶を基材とする。フォトダイオード１は、裏面側から赤外光（赤外線）ＩＲを入射して反射する。フォトダイオード１は、ｐ型層とは反対側のｎ型層から赤外光ＩＲを入射して反射する。
（フォトダイオード）
図１は、第一実施形態に係るフォトダイオードを説明するための断面模式図である。図１では、下側が表面、上側が裏面である。フォトダイオード１は、ＰＩＮフォトダイオードである。フォトダイオード１は、Ｍｇ２Ｓｉ単結晶を基材とする。フォトダイオード１は、裏面側から赤外光（赤外線）ＩＲを入射して反射する。フォトダイオード１は、ｐ型層とは反対側のｎ型層から赤外光ＩＲを入射して反射する。
赤外光ＩＲは、０．８μｍ以上３．０μｍ以下の波長とする。
図１に示すように、実施形態に係るフォトダイオード１は、第１絶縁体層１１と、透明電極（光入射部）１２と、リンドープポリシリコン層１３と、ｎ型マグネシウムシリサイド層１４と、ｐ型マグネシウムシリサイド層１５と、第２絶縁体層１６と、金属電極２１とを備える。フォトダイオード１の画素単位の幅である画素幅ｗ１１は、例えば５０μｍ程度である。本実施形態では、図示しない奥行き方向の画素幅も、画素幅ｗ１１と同じである。
第１絶縁体層１１は、裏面側に配置されている。第１絶縁体層１１は、ＳｉＯ２である。第１絶縁体層１１の厚さｄ１１は、例えば０．５μｍ程度である。第１絶縁体層１１は、透明電極１２を有する。第１絶縁体層１１は、厚さ方向に貫通する貫通部分を有する。貫通部分に、透明電極１２が配置されている。第１絶縁体層１１は、透明電極１２の周辺を囲んで配置されている。第１絶縁体層１１の面１１ａは、フォトダイオード１の裏面において露出している。
透明電極１２は、フォトダイオード１への光入射部である。透明電極１２は、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ：Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）である。透明電極１２は、可視光領域の透過率が高く、赤外光を透過させる。透明電極１２は、フォトダイオード１のｐｎ接合に光が入射するように形成される。透明電極１２は、ｎ型マグネシウムシリサイド層１４の凹部１４１に光が入射するように形成される。透明電極１２は、例えば、平面視において矩形状である。透明電極１２の面１２ａは、フォトダイオード１の裏面において露出している。透明電極１２は、フォトダイオード１の画素単位ごとに１つ配置されている。透明電極１２は、フォトダイオード１に複数配置されている。透明電極１２の厚さｄ１１は、例えば０．５μｍ程度である。透明電極１２は、１辺の長さｗ１２が、例えば３０μｍ程度である。透明電極１２は、ｐ型マグネシウムシリサイド層１５および金属電極２１の位置に合わせて配置されている。
図２は、透明電極の一例を説明するための模式図である。透明電極１２は、フォトダイオード１の画素単位の配列に合わせて、例えば、格子状に配置されている。Ｘ軸方向に隣接する透明電極１２同士は、配線１２１で接続されている。配線１２１同士は、配線１２２で接続されている。このように、すべての透明電極１２が接続されることにより、等電位になっている。配線１２１および配線１２２の材質は、例えばＣｕまたはＩＴＯであり、限定されない。
リンドープポリシリコン層１３は、ＳｉにＰがドープされている。リンドープポリシリコン層１３は、ｎ＋型半導体層である。リンドープポリシリコン層１３は、赤外光を透過させる。リンドープポリシリコン層１３は、第１絶縁体層１１および透明電極１２と、赤外光ＩＲの入射面と反対側の面で接する。リンドープポリシリコン層１３は、１０１8ｃｍ－３以上１０２０ｃｍ－３以下のＰ濃度となるように、Ｐのドープ量がコントロールされている。リンドープポリシリコン層１３の厚さｄ１３は、例えば２μｍ程度である。
リンドープポリシリコン層１３は、第１絶縁体層１１および透明電極１２と、ｎ型マグネシウムシリサイド層１４との間に介在する。これにより、透明電極１２とｎ型マグネシウムシリサイド層１４との抵抗が低減され、赤外光ＩＲの減衰が小さくなり、受光感度が向上する。
ｎ型マグネシウムシリサイド層１４は、リンドープポリシリコン層１３における第１絶縁体層１１と接する面１３ａに対向する面１３ｂと第１面１４ａで接する。ｎ型マグネシウムシリサイド層１４は、赤外光を透過させる。ｎ型マグネシウムシリサイド層１４は、ｎ－型半導体層である。ｎ型マグネシウムシリサイド層１４は、ｎ－Ｍｇ２Ｓｉで形成される。ｎ型マグネシウムシリサイド層１４は、５×１０１５ｃｍ－３以下のキャリア濃度となるように、ｎ－のドープ量がコントロールされている。ｎ型マグネシウムシリサイド層１４の厚さｄ１３は、例えば１００μｍ以上５００μｍ以下程度である。ｎ型マグネシウムシリサイド層１４の厚さｄ１３は、凹部１４１が配置されている部分の厚さである。
ｎ型マグネシウムシリサイド層１４は、凹部１４１を所定間隔で複数有している。凹部１４１は、ｎ型マグネシウムシリサイド層１４の表面側に形成されている。凹部１４１は、フォトダイオード１の画素単位ごとに１つ配置されている。凹部１４１には、ｐ型マグネシウムシリサイド層１５を有する。凹部１４１において、ｐｎ接合が形成される。凹部１４１は、透明電極１２、ｐ型マグネシウムシリサイド層１５および金属電極２１の位置に合わせて配置されている。
ｐ型マグネシウムシリサイド層１５は、ｐ＋型半導体層である。ｐ型マグネシウムシリサイド層１５は、ｐ＋Ｍｇ２Ｓｉで形成される。ｐ型マグネシウムシリサイド層１５は、凹部１４１に配置されている。ｐ型マグネシウムシリサイド層１５は、ｎ型マグネシウムシリサイド層１４における第１面１４ａの対向面１４ｂとｐｎ接合を形成する第２面１５ａを有する。ｐ型マグネシウムシリサイド層１５の厚さｄ１４は、例えば１０μｍ程度である。ｐ型マグネシウムシリサイド層１５は、平面視において矩形状である。ｐ型マグネシウムシリサイド層１５は、１辺の長さｗ１２が、例えば３０μｍ程度である。隣接するｐ型マグネシウムシリサイド層１５同士の間隔ｗ１３は、例えば２０μｍ程度である。ｐ型マグネシウムシリサイド層１５は、透明電極１２および金属電極２１の位置に合わせて配置されている。
第２絶縁体層１６は、表面側に配置されている。第２絶縁体層１６は、ＳｉＯ２である。第２絶縁体層１６の厚さは、例えば０．４μｍ程度である。第２絶縁体層１６は、金属電極２１を有する。第２絶縁体層１６は、厚さ方向に貫通する貫通部分を有する。貫通部分に、金属電極２１が配置されている。第２絶縁体層１６は、金属電極２１の周辺を囲んで配置されている。第２絶縁体層１６は、ｎ型マグネシウムシリサイド層１４と、赤外光ＩＲの入射面と反対側の面で接する。第２絶縁体層１６は、金属電極２１において、ｐ型マグネシウムシリサイド層１５の第２面１５ａの対向面１５ｂと接する。第２絶縁体層１６は、フォトダイオード１の表面側において対向面１６ｂが露出する。
金属電極２１は、ｐ型マグネシウムシリサイド層１５の対向面１５ｂと接する。金属電極２１は、フォトダイオード１の表面側に配置されている。金属電極２１は、例えばＮｉおよびＡｕを含む。金属電極２１は、ｐ型マグネシウムシリサイド層１５に積層されている。金属電極２１は、平面視において矩形状である。金属電極２１は、１辺の長さｗ１２が、例えば３０μｍ程度である。隣接する金属電極２１同士の間隔ｗ１３は、例えば２０μｍ程度である。金属電極２１は、ｐ型マグネシウムシリサイド層１５の対向面１５ｂと接する面が赤外光ＩＲの反射面となる。金属電極２１は、透明電極１２およびｐ型マグネシウムシリサイド層１５の位置に合わせて配置されている。金属電極２１は、異なる金属を含む複数の層により構成されている。金属電極２１は、ｐ型マグネシウムシリサイド層１５と接する層から順に、例えば、ニッケル電極２２と、金電極２３とを含む。
ニッケル電極２２は、ｐ型マグネシウムシリサイド層１５の対向面１５ｂと反射面２２ａで接する。ニッケル電極２２は、平面視において矩形状である。ニッケル電極２２は、１辺の長さｗ１２が、例えば３０μｍ程度である。ニッケル電極２２の厚さｄ１５は、例えば０．２μｍ程度である。
金電極２３は、ニッケル電極２２と接する。金電極２３は、平面視において矩形状である。金電極２３は、１辺の長さｗ１２が、例えば３０μｍ程度である。金電極２３の厚さｄ１６は、例えば０．２μｍ程度である。金電極２３は、フォトダイオード１の表面側において面２３ｂが露出する。
このように構成されたフォトダイオード１の裏面側には、ＢＰＦ（Ｂａｎｄ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ）および反射防止膜が設けられる。フォトダイオード１の表面側には、Ｘ軸Ｃｕ配線およびＹ軸Ｃｕ配線が設けられる。
フォトダイオード１には、ｐ型層とは反対のｎ型層から赤外光ＩＲが入射とする。フォトダイオード１には、赤外光ＩＲが裏面入射する。
（光感応デバイス）
このように構成されたフォトダイオード１をアレイ状に配置することにより、例えば光検出器、撮像デバイスなどのような光感応デバイスとして使用可能である。
このように構成されたフォトダイオード１をアレイ状に配置することにより、例えば光検出器、撮像デバイスなどのような光感応デバイスとして使用可能である。
（作用）
フォトダイオード１における赤外光ＩＲの反射を説明する。赤外光ＩＲは、裏面から入射する。赤外光ＩＲは、透明電極１２およびリンドープポリシリコン層１３を透過して、ｎ型マグネシウムシリサイド層１４の第１面１４ａから入射する。第１面１４ａから入射した赤外光ＩＲは、ｎ型マグネシウムシリサイド層１４、ｐ型マグネシウムシリサイド層１５を通過して、金属電極２１のニッケル電極２２の反射面２２ａで反射される。金属電極２１のニッケル電極２２の反射面２２ａで反射された赤外光ＩＲの戻り光は、ｎ型マグネシウムシリサイド層１４側へ戻る。
フォトダイオード１における赤外光ＩＲの反射を説明する。赤外光ＩＲは、裏面から入射する。赤外光ＩＲは、透明電極１２およびリンドープポリシリコン層１３を透過して、ｎ型マグネシウムシリサイド層１４の第１面１４ａから入射する。第１面１４ａから入射した赤外光ＩＲは、ｎ型マグネシウムシリサイド層１４、ｐ型マグネシウムシリサイド層１５を通過して、金属電極２１のニッケル電極２２の反射面２２ａで反射される。金属電極２１のニッケル電極２２の反射面２２ａで反射された赤外光ＩＲの戻り光は、ｎ型マグネシウムシリサイド層１４側へ戻る。
フォトダイオード１がＰＩＮフォトダイオードであるので、Ｉ層であるｎ型マグネシウムシリサイド層１４が空乏化される。また、赤外光ＩＲが裏面から入射するので、ｐ型マグネシウムシリサイド層１５を介さずにＩ層であるｎ型マグネシウムシリサイド層１４に到達する。透明電極１２およびリンドープポリシリコン層１３は、赤外光ＩＲを透過する。これにより、光路を長くすることができｎ型マグネシウムシリサイド層１４で生成される光電流が大きくなる。さらに、ｐ型マグネシウムシリサイド層１５側である表面側に赤外光の透過率の低い金属電極２１、および、画素選択のＸ軸のＣｕ配線とＹ軸のＣｕ配線が配置されているので、ｐｎ接合に到達するまでに赤外光ＩＲが遮断されることもない。
（効果）
本実施形態は、赤外光ＩＲが裏面から入射するので、ｐ型マグネシウムシリサイド層１５および金属電極２１を介さずにＩ層であるｎ型マグネシウムシリサイド層１４に到達できる。本実施形態では、ＰＩＮフォトダイオードであるので、Ｉ層であるｎ型マグネシウムシリサイド層１４を効率的に空乏化できる。本実施形態によれば、受光感度の低減を抑制できる。
本実施形態は、赤外光ＩＲが裏面から入射するので、ｐ型マグネシウムシリサイド層１５および金属電極２１を介さずにＩ層であるｎ型マグネシウムシリサイド層１４に到達できる。本実施形態では、ＰＩＮフォトダイオードであるので、Ｉ層であるｎ型マグネシウムシリサイド層１４を効率的に空乏化できる。本実施形態によれば、受光感度の低減を抑制できる。
本実施形態は、凹部１４１にｐ型マグネシウムシリサイド層１５を備えることで、ｐｎ接合を形成できる。
本実施形態は、赤外光ＩＲの入斜面には透明電極１２を用いる。また、本実施形態は、リンドープポリシリコン層１３が、透明電極１２とｎ型マグネシウムシリサイド層１４との間に介在することにより、抵抗が低減される。本実施形態は、リンドープポリシリコン層１３を介在させることで、赤外光ＩＲの減衰が抑制され、受光感度を向上できる。
本実施形態は、透明電極１２から赤外光ＩＲが入射して、ｐｎ接合に到達する。本実施形態は、ｐｎ接合に到達するまでに赤外光ＩＲが吸収されたり、遮断されたりせずにＩ層であるｎ型マグネシウムシリサイド層１４のｐｎ接合まで到達できる。本実施形態によれば、受光感度の低減を抑制できる。
本実施形態は、ｐ型マグネシウムシリサイド層１５側である表面側に金属電極２１、および、画素選択のＸ軸のＣｕ配線とＹ軸のＣｕ配線を配置できる。本実施形態は、赤外光ＩＲが裏面から入射するので、ｐｎ接合に到達するまでに赤外光ＩＲが吸収されたり、遮断されたりせずにＩ層であるｎ型マグネシウムシリサイド層１４のｐｎ接合まで到達できる。本実施形態は、配線による受光感度の低下および配線による遅延を低減できる。
本実施形態は、画素選択性が向上することにより、フォトダイオードアレイの周波数特性を向上できる。
これに対して、従来とおり赤外光ＩＲを表面から入射した場合、金属電極２１によって赤外光ＩＲの光路が遮られる。これにより、ｐｎ接合に到達する赤外光ＩＲが低減し、受光感度が低くなる。
［第二実施形態］
図３は、第二実施形態に係るフォトダイオードを説明するための断面模式図である。フォトダイオード１は、画素単位ごとにトレンチ層１７を有する点で第一実施形態と異なる。第一実施形態と共通する部分には、同一の符号を付して説明を省略する。以下の実施形態においても同様とする。
図３は、第二実施形態に係るフォトダイオードを説明するための断面模式図である。フォトダイオード１は、画素単位ごとにトレンチ層１７を有する点で第一実施形態と異なる。第一実施形態と共通する部分には、同一の符号を付して説明を省略する。以下の実施形態においても同様とする。
ｎ型マグネシウムシリサイド層１４は、凹部１４１を所定間隔で複数有する。ｎ型マグネシウムシリサイド層１４の凹部１４１を有しない部分において、ｎ型マグネシウムシリサイド層１４を貫通し、リンドープポリシリコン層１３および第２絶縁体層１６と接するトレンチ層１７を形成する。
トレンチ層１７は、画素単位を区画する。トレンチ層１７は、ポテンシャル障壁となり、画素間の電流信号の干渉を抑制する。トレンチ層１７は、フォトダイオード１の各層の積層方向視において、透明電極１２、凹部１４１、ｐ型マグネシウムシリサイド層１５および金属電極２１と重ならないように配置されている。トレンチ層１７は、リンドープポリシリコン層１３の面１３ｂおよび第２絶縁体層１６の面１６ａに接する。トレンチ層１７の幅ｗ２１は、例えば０．５μｍ以上２０μｍ以下程度である。トレンチ層１７とｐ型マグネシウムシリサイド層１５との間隔ｗ２２は、例えば９．７５μｍ以下である。隣接するトレンチ層１７同士の間隔ｗ１４は、例えば５０μｍ程度である。
トレンチ層１７は、ｎ＋型のｎ型マグネシウムシリサイド、ｎ＋型のリンドープポリシリコン、ＳｉＯ２、ＭｇＯおよびＭｇＳｉＯｘの少なくともいずれか１つを形成してもよい。トレンチ層１７は、空気層であってもよい。
トレンチ層１７にＳｉＯ２を形成した場合、トレンチ形成後のプロセスで９００℃程度の熱処理を経る。これに対して、トレンチ層１７にｎ＋型のｎ型マグネシウムシリサイド、ｎ＋型のリンドープポリシリコンを形成した場合、トレンチ形成後のプロセス温度はそれより低くなる。これにより、仮に異種物質の界面を形成したとしても、界面準位密度が小さくなると考えられる。拡散電流を規制するための材質選択の幅が増す効果が得られる。
本実施形態は、ｎ型マグネシウムシリサイド層１４の凹部１４１を有しない部分にはトレンチ層１７が形成されている。本実施形態は、画素単位ごとにトレンチ層１７が形成されている。本実施形態では、画素単位でトレンチ層１７により仕切られるため電流信号のうち、特に拡散電流のアイソレーションを図ることができる。
このような構成により、フォトダイオードアレイを形成する際に、トレンチ層１７により画素間の干渉を低減できる。本実施形態は、トレンチ層１７が無い構成よりもリーク電流（暗電流）が減少する。本実施形態は、画素ピッチが縮小しても、画素間の干渉を低減できる。
［第三実施形態］
図４は、第三実施形態に係るフォトダイオードを説明するための断面模式図である。フォトダイオード１は、ｐ型マグネシウムシリサイド層１５の側に、金属電極２１と接続するＲＯＩＣ構造３１を備える点で第二実施形態と異なる。
図４は、第三実施形態に係るフォトダイオードを説明するための断面模式図である。フォトダイオード１は、ｐ型マグネシウムシリサイド層１５の側に、金属電極２１と接続するＲＯＩＣ構造３１を備える点で第二実施形態と異なる。
リンドープポリシリコン層１３の面１３ａ上には、リンドープポリシリコン層１３と接する層から順に、ニッケル電極３４と金電極３５とが設けられている。
金属電極２１は、ｐ型マグネシウムシリサイド層１５と接する層から順に、例えば、第一実施形態と同様に構成されたニッケル電極２２と、チタン電極２４と、銅電極２５とを含む。金属電極２１の銅電極２５と、ＲＯＩＣ構造３１の接合電極２７の銅とがＣｕ－Ｃｕ接合する。
チタン電極２４は、ニッケル電極２２と銅電極２５と積層されている。チタン電極２４は、平面視において矩形状である。チタン電極２４は、１辺の長さｗ１２が、例えば３０μｍ程度である。チタン電極２４の厚さｄ１６は、例えば０．２μｍ程度である。
銅電極２５は、チタン電極２４と接する。銅電極２５は、平面視において矩形状である。銅電極２５は、１辺の長さｗ１２が、例えば３０μｍ程度である。銅電極２５の厚さｄ１７は、例えば１０μｍ以下程度である。銅電極２５は、フォトダイオード１の表面側において、銅を含む接合電極２７を介して、Ｃｕ－Ｃｕ接合により、ＲＯＩＣ（Ｒｅａｄｏｕｔ ＩＣ）構造３１に接続される。
ＲＯＩＣ構造３１は、フォトダイオード１の電流を取り出す回路である。ＲＯＩＣ構造３１は、フォトダイオード１の表面側に配置されている。ＲＯＩＣ構造３１は、Ｓｉを基材とする。ＲＯＩＣ構造３１は、例えば、ボルテージフォロア、ＭＯＳＦＥＴ（ＭＥＴＡＬ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、ＭＯＳキャパシタである。ＲＯＩＣ構造３１には、ニッケル電極３２と金電極３３とが設けられる。
ＲＯＩＣ構造３１は、第２絶縁体層１６のｎ型マグネシウムシリサイド層１４と接する面１６ａの対向面１６ｂと接し、銅を含む接合電極２７を有する第３絶縁体層２６を有する。
第３絶縁体層２６は、第２絶縁体層１６とＲＯＩＣ構造３１との間に設けられる。第３絶縁体層２６は、表面側に配置されている。第３絶縁体層２６は、ＳｉＯ２である。第３絶縁体層２６の厚さｄ１８は、例えば１０μｍ以下程度である。第３絶縁体層２６は、接合電極２７を有する。第３絶縁体層２６は、厚さ方向に貫通する貫通部分を有する。貫通部分に、接合電極２７が配置されている。第３絶縁体層２６は、接合電極２７の周辺を囲んで配置されている。
接合電極２７は、例えば、平面視において矩形状である。接合電極２７は、フォトダイオード１の画素単位ごとに１つ配置されている。接合電極２７は、フォトダイオード１に複数配置されている。接合電極２７の厚さｄ１８は、例えば１０μｍ以下程度である。接合電極２７は、１辺の長さｗ１２が、例えば３０μｍ程度である。接合電極２７は、金属電極２１の位置に合わせて配置されている。接合電極２７は、ＲＯＩＣ構造３１と接する。接合電極２７は、銅電極２５とＣｕ－Ｃｕ接合する。
ニッケル電極３２と金電極３３とは、電線３６を介して、リンドープポリシリコン層１３の面１３ａ上に設けられたニッケル電極３４と金電極３５と接続される。
本実施形態は、Ｃｕ－Ｃｕ接合でＲＯＩＣ構造３１の画素とフォトダイオードアレイとを接合する。本実施形態は、ｐｎ界面で生成された生成電流を、電極を通じて伝送できる。本実施形態によれば、配線遅延を抑制できる。これにより、本実施形態は、高速読み出しができる。
本出願の開示する実施形態は、発明の要旨及び範囲を逸脱しない範囲で変更できる。さらに、本出願の開示する実施形態及びその変形例は、適宜組み合わせることができる。
添付の請求項に係る技術を完全かつ明瞭に開示するために特徴的な実施形態に関し記載してきた。しかし、添付の請求項は、上記実施形態に限定されるべきものでなく、本明細書に示した基礎的事項の範囲内で当該技術分野の当業者が創作しうるすべての変形例及び代替可能な構成を具現化するように構成されるべきである。
上記では、Ｃｕ－Ｃｕ接合を用いるものとして説明したが、これに限定されない。例えば、Ｉｎバンプ等で画素部とＲＯＩＣ構造３１とを接続してもよい。この場合も、高速読み出しができる。
１ フォトダイオード
１１ 第１絶縁体層
１２ 透明電極（光入射部）
１３ リンドープポリシリコン層
１３ａ 面
１３ｂ 面
１４ ｎ型マグネシウムシリサイド層
１４ａ 第１面
１４ｂ 対向面
１４１ 凹部
１５ ｐ型マグネシウムシリサイド層
１５ａ 第２面
１５ｂ 対向面
１６ 第２絶縁体層
１６ａ 面
１６ｂ 対向面
２１ 金属電極
２２ ニッケル電極
２３ 金電極
１１ 第１絶縁体層
１２ 透明電極（光入射部）
１３ リンドープポリシリコン層
１３ａ 面
１３ｂ 面
１４ ｎ型マグネシウムシリサイド層
１４ａ 第１面
１４ｂ 対向面
１４１ 凹部
１５ ｐ型マグネシウムシリサイド層
１５ａ 第２面
１５ｂ 対向面
１６ 第２絶縁体層
１６ａ 面
１６ｂ 対向面
２１ 金属電極
２２ ニッケル電極
２３ 金電極
Claims (10)
- 光入射部を有する第１絶縁体層と、
前記第１絶縁体層と接するリンドープポリシリコン層と、
前記リンドープポリシリコン層における前記第１絶縁体層と接する面に対向する面と第１面で接するｎ型マグネシウムシリサイド層と、
前記ｎ型マグネシウムシリサイド層における前記第１面の対向面とｐｎ接合を形成する第２面を有するｐ型マグネシウムシリサイド層と、
前記ｐ型マグネシウムシリサイド層の前記第２面の対向面と接し、金属電極を有する第２絶縁体層と、
を備え、
前記金属電極は、異なる金属を含む複数の層により形成されている、
フォトダイオード。 - 前記ｎ型マグネシウムシリサイド層は、凹部を有し、
当該凹部にｐ型マグネシウムシリサイド層を備えることで、ｐｎ接合を形成する、
請求項１に記載のフォトダイオード。 - 前記第１絶縁体層における前記光入射部は、前記凹部に光が入射するように形成される、
請求項２に記載のフォトダイオード。 - 前記ｎ型マグネシウムシリサイド層は、ｎ－Ｍｇ２Ｓｉにて形成され、
前記ｐ型マグネシウムシリサイド層は、ｐ＋Ｍｇ２Ｓｉにて形成される、
請求項１から３のいずれか一項に記載のフォトダイオード。 - 前記金属電極は、前記ｐ型マグネシウムシリサイド層と接する層から順にニッケル、金を含む、
請求項１から４のいずれか一項に記載のフォトダイオード。 - 前記ｎ型マグネシウムシリサイド層は、前記凹部を所定間隔で複数有しており、
前記凹部を有しない部分において、前記ｎ型マグネシウムシリサイド層を貫通し、前記リンドープポリシリコン層および前記第２絶縁体層と接するトレンチ層を形成する、
請求項２に記載のフォトダイオード。 - 前記トレンチ層には、ｎ＋Ｍｇ２Ｓｉ、リンドープポリシリコン、ＳｉＯ２、ＭgＯ、ＭｇＳｉＯｘおよび空気層の少なくともいずれか１つを形成する、
請求項６に記載のフォトダイオード。 - 前記ｐ型マグネシウムシリサイド層の側に、前記金属電極と接続するＲＯＩＣ構造、
を備える、請求項６または７に記載のフォトダイオード。 - 前記ＲＯＩＣ構造は、前記第２絶縁体層の前記ｎ型マグネシウムシリサイド層と接する面の対向面と接し、銅を含む接合電極を有する第３絶縁体層を有し、
前記金属電極は、前記ｐ型マグネシウムシリサイド層と接する層から順にニッケル、チタン、銅を含み、
前記金属電極の前記銅と、前記ＲＯＩＣ構造の前記接合電極の前記銅とがＣｕ－Ｃｕ接合する、
請求項８に記載のフォトダイオード。 - 請求項１から８のいずれか一項に記載のフォトダイオードを含む、光感応デバイス。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021124110A JP2023019413A (ja) | 2021-07-29 | 2021-07-29 | フォトダイオード及び光感応デバイス |
| PCT/JP2022/028932 WO2023008477A1 (ja) | 2021-07-29 | 2022-07-27 | フォトダイオード及び光感応デバイス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021124110A JP2023019413A (ja) | 2021-07-29 | 2021-07-29 | フォトダイオード及び光感応デバイス |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2023019413A true JP2023019413A (ja) | 2023-02-09 |
Family
ID=85086825
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2021124110A Pending JP2023019413A (ja) | 2021-07-29 | 2021-07-29 | フォトダイオード及び光感応デバイス |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2023019413A (ja) |
| WO (1) | WO2023008477A1 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105144400B (zh) * | 2013-04-18 | 2017-11-07 | 株式会社东芝 | 太阳能发电模块 |
| US11011664B2 (en) * | 2018-03-30 | 2021-05-18 | Ibaraki University | Photodiode and photosensitive device |
-
2021
- 2021-07-29 JP JP2021124110A patent/JP2023019413A/ja active Pending
-
2022
- 2022-07-27 WO PCT/JP2022/028932 patent/WO2023008477A1/ja unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2023008477A1 (ja) | 2023-02-02 |
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