JP4836409B2 - 光半導体集積回路装置 - Google Patents
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Description
はP型の単結晶シリコン半導体基板、54は基板53上に気相成長法により形成したノンドープの第1のエピタキシャル層、55はエピタキシャル層54上に気相成長法により形成したN−型の第2のエピタキシャル層である。基板53の比抵抗は2〜4Ω・cmである。そして、第1のエピタキシャル層54は厚さ5〜10um,比抵抗は50Ω・cm以上である。そして、第2のエピタキシャル層55は厚さ2〜5um,比抵抗は約1Ω・cmである。
第一に半導体層に形成されたフォトダイオードを内蔵する光半導体集積回路装置において、前記半導体層表面に積層された絶縁層には、前記フォトダイオードの受光領域上に開口部が階段状に形成され、前記絶縁層の上には遮光膜を被覆したことを特徴とする。
第1の島領域8には、フォトダイオード2のN型の拡散領域14を形成する。基板4をPIN(Positive−Intrinsic−Negative)接合のPositiveとし、第1、第2のエピタキシャル層5、6をPIN接合のIntrinsicとし、N型の拡散領域14をPIN接合のNegativeとしてPIN接合を形成することで
フォトダイオード2を形成する。N型の拡散領域14の表面には、フォトダイオード2の反射防止を目的としてシリコン窒化膜44を形成する。
N型の拡散領域14のシリコン窒化膜44を一部除去した部分にはカソード電極(図示せず)が配設され、分離領域7の表面にアノード電極(図示せず)が配設される。
エミッタ領域であるN型しみ出し領域17、ベース領域であるP型の拡散領域16、コレクタ領域であるN型しみ出し領域19、N型の埋め込み層15、N型の拡散領域18、40とで構成する。
先ず、図2に示すように、比抵抗2〜4Ω・cmのP型単結晶シリコン基板4を準備し、このシリコン基板4上面に、フォトレジストをマスクとしてボロンをイオン注入する。次に熱処理を加えてイオン注入したボロンを拡散することにより、第1の分離領域10を形成する。次に、第1のエピタキシャル層5を積層する。
この深さでエッチングを止めているのはTEOS膜33、SOG膜34、TEOS膜35をエッチングする時に12000Å以上削るとレジストが無くなってしまうという問題があるからである。この場合のフォトエッチ条件はポジレジストを2.4umで形成し、リアクティブイオンエッチング装置で出力1300Wでエッチングするという条件である。
その際に、開口部70が階段状に形成されるようにフォトダイオード2受光領域上のTEOS膜33、SOG膜34、TEOS膜35をエッチングして開口した際の開口部70Aより小さく内側に開口部70Bを形成する。開口部70が基板4より遠ざかるに従って徐々に開口面積が大きくなるように階段状に形成されることで、後に堆積する遮光膜のステップカバレッジが改善される。
この場合のBPSG膜42のエッチングはドライエッチングであり、ガスはO2とCHF3を用いる。多結晶シリコン膜43のエッチングはドライエッチングであり、ガスはO2とCF4を使用する。減圧TEOS膜41のエッチングはウエットエッチングであり、HF系のエッチャントを使用する。以上の製造方法により工程を経ることで光半導体集積回路装置1が完成する。複数回のフォトエッチングを繰りかえし行うことで、汎用的なフォトレジスト条件で実現できる。
3 NPNトランジスタ
14 N型の拡散領域
36 Al層
44 シリコン窒化膜
70 開口部
70A 開口部
70B 開口部
70C 開口部
Claims (3)
- フォトダイオードと周辺回路を同一半導体基板に形成した光半導体集積回路装置において、
分離領域を介して前記フォトダイオードと前記周辺回路が隣接し、
少なくとも前記フォトダイオードの受光領域上に反射防止膜が形成されており、
前記反射防止膜上及び前記周辺回路上に前記反射防止膜の保護膜となる絶縁膜が形成されており、
前記周辺回路上の前記保護膜となる絶縁膜上には、複数の絶縁膜からなる層間絶縁層と複数の金属配線層が形成されており、
前記反射防止膜の前記フォトダイオードの受光領域上方の前記保護膜となる絶縁膜及び各々の前記複数の絶縁膜からなる層間絶縁層に開口部が形成され、前記開口部は、前記保護膜となる絶縁膜及び前記各々の層間絶縁層の開口面積が、前記半導体基板より遠ざかるに従って大きくなるように階段状に形成されており、
前記周辺回路の形成領域の最上層の前記層間絶縁層上、及び前記各々の層間絶縁層の前記開口部の内壁、及び前記保護膜となる絶縁膜の端部上まで延在するように遮光膜が形成され、前記保護膜となる絶縁膜の前記開口部の内壁には前記遮光膜が形成されていないことを特徴とする光半導体集積回路装置。 - 前記遮光膜はアルミニウム又はアルミニウム・シリコン合金又はアルミニウム・シリコン・銅合金であることを特徴とする請求項1に記載の光半導体集積回路装置。
- 前記遮光膜はアルミニウム又はアルミニウム・シリコン合金又はアルミニウム・シリコン・銅合金であり、前記遮光膜の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1又は請求項2に記載の光半導体集積回路装置。
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