JP4951553B2 - 半導体受光素子 - Google Patents

Description

本発明は、半導体受光素子に関する。

半導体受光素子として、互いに対向する第１及び第２の主面を有する第１導電型の半導体基板と、半導体基板の第１の主面側に形成されており、半導体基板との接合によりフォトダイオードを構成する第２導電型の半導体領域と、を備えているものが知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載された半導体受光素子では、半導体基板の第２の主面（裏面）にキャリアライフタイムの短い層を形成して、当該層にて発生するキャリアを光電流に寄与する前に短時間で消滅させることにより、不要成分（例えば、入射光における長波長成分）がノイズとして検出されることを防いでいる。キャリアライフタイムの短い層は、第１導電型又は第２導電型の高濃度不純物層にて構成されている。
特開２００２−２６３６８号公報

しかしながら、特許文献１に記載された半導体受光素子では以下の問題点を有している。半導体基板に入射した光の波長によっては、第１導電型の半導体基板と第２導電型の半導体領域との接合に近い位置でキャリアが発生することがある。このため、半導体基板の裏面側に形成されているキャリアライフタイムの短い層、すなわち高濃度不純物層の厚みを十分なものに設定しておく必要がある。特許文献１に記載された半導体受光素子では、半導体基板の裏面から不純物を拡散させて高濃度不純物層を形成していることから、高濃度不純物層の厚みが厚くなればなるほど、高濃度不純物層の形成に必要とされる時間が長くなり、半導体受光素子の製造時間を短縮するのが困難であった。

そこで、本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、ノイズの発生を抑制しつつ、製造時間を短縮することが可能な半導体受光素子を提供することを目的とする。

本発明に係る半導体受光素子は、互いに対向する第１及び第２の主面を有する第１導電型の半導体基板と、半導体基板の第１の主面側に形成されており、半導体基板との接合によりフォトダイオードを構成する第２導電型の半導体領域と、を備えた半導体受光素子であって、半導体基板には、第２の主面と半導体領域との間の所定位置に集光点を合わせてレーザ光を照射することによって、複数の改質領域が形成されており、複数の改質領域のうち互いに隣接している改質領域の間隔は、光の入射によって半導体基板に発生するキャリアの拡散長よりも短く設定されていることを特徴とする。

本発明に係る半導体受光素子では、半導体基板における第２の主面と半導体領域との間の所定位置に複数の改質領域が形成され、複数の改質領域のうち互いに隣接している改質領域の間隔が、光の入射によって半導体基板に発生するキャリアの拡散長よりも短く設定されている。これにより、半導体基板における第２の主面と複数の改質領域との間の部分にて発生するキャリアは、当該部分を拡散している間に、複数の改質領域のうちいずれかの改質領域にトラップされることとなる。改質領域にトラップされたキャリアは、その後、再結合して消滅する。従って、本発明によれば、半導体基板における第２の主面と複数の改質領域との間の部分にて発生するキャリアが、フォトダイオードにて光電流として検出されることが抑制され、ノイズの発生を抑制することができる。

本発明では、各改質領域は第２の主面と半導体領域との間の所定位置に集光点を合わせてレーザ光を照射することによって形成されているため、複数の改質領域を短時間にて形成することができる。この結果、半導体受光素子の製造時間を短縮することができる。

また、複数の改質領域の形状は、長手方向及び該長手方向に直交する短手方向を有しており、複数の改質領域は、行列状に二次元配列されていると共に、その長手方向が交互に行方向及び列方向を向くように形成されていることが好ましい。この場合、半導体基板の耐久性を低下させることなく、高密度に改質領域を形成することができる。

また、複数の改質領域の形状は、長手方向及び該長手方向に直交する短手方向を有しており、複数の改質領域は、行列状に二次元配列されていると共に、その長手方向が交互に直交する方向を向くように形成されていることが好ましい。この場合、半導体基板の耐久性を低下させることなく、高密度に改質領域を形成することができる。

また、複数の改質領域は、隣接する改質領域同士が連続して格子状に形成されていることが好ましい。この場合、複数の改質領域をレーザ加工により容易に形成することができる。

また、複数の改質領域は、それぞれが所定の方向に伸びて直線状に形成されていることが好ましい。この場合、複数の改質領域をレーザ加工により容易に形成することができる。

本発明によれば、ノイズの発生を抑制しつつ、製造時間を短縮することが可能な半導体受光素子を提供することを目的とする。

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。

［第１実施形態］
図１〜図３を参照して、第１実施形態に係る半導体受光素子の構成について説明する。図１は、第１実施形態に係る半導体受光素子の平面図である。図２は、図１に示した半導体受光素子のＩＩ−ＩＩ線断面図であり、図３は、図２に示した半導体受光素子のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。

図１に示すように、半導体受光素子１は、ｎ型（第１導電型）の半導体基板３と、絶縁層４と、ｐ型（第２導電型）半導体領域５と、ｎ型半導体領域７と、アノード電極９と、カソード電極１１とを備えている。以下の説明においては、光Ｌ１の入射面を表面（第１の主面）３ａとし、その反対側の面を裏面（第２の主面）３ｂとしている。

半導体基板３は、半導体材料（例えば、Ｓｉ（シリコン）等）によって略正方形状に形成されており、厚さが例えば３００μｍである。半導体基板３は、不純物（例えば、リン等）を含み、その濃度は例えば１×１０^１２〜１×１０^１６／ｃｍ^３のｎ型半導体である。半導体基板３は、内部の所定位置に後述する複数の改質領域２０を有している。

絶縁層４は、シリコン酸化物（ＳｉＯ_２）又はシリコン窒化物（ＳｉＮ）からなり、半導体基板３の表面３ａ上に形成されている。絶縁層４は、表面３ａを保護するための保護膜として機能する。

ｐ型半導体領域５は、半導体材料（例えば、Ｓｉ等）によって略正方形状に形成されており、厚さが例えば０．５μｍである。ｐ型半導体領域５は、不純物（例えば、ボロン等）が拡散又はイオン注入されることにより含まれており、その濃度は例えば１×１０^１５〜１×１０^１８／ｃｍ^３である。ｐ型半導体領域５は、半導体基板３の表面３ａ側の中央に形成されており、半導体基板３とのｐｎ接合１３によりフォトダイオード１５を構成している。ｐｎ接合１３は、半導体基板３に空乏層が広がることによりフォトダイオード１５の光感応領域として機能する。

ｎ型半導体領域７は、半導体材料（例えば、Ｓｉ等）からなり、厚さが例えば１μｍである。ｎ型半導体領域７は、不純物（例えば、リン等）が拡散又はイオン注入されることにより含まれており、その濃度は例えば１×１０^１５〜１×１０^１８／ｃｍ^３である。ｎ型半導体領域７は、半導体基板３の表面３ａ側において、ｐ型半導体領域５と離隔して、ｐ型半導体領域５の外周を囲むように形成されている。

アノード電極９及びカソード電極１１は、金属材料（例えば、Ａｌ又はＡｕ等）からなり、例えば蒸着法又はスパッタ法等によって矩形状に形成されている。アノード電極９は、ｐ型半導体領域５の形成位置に対応する絶縁層４上において、ｐ型半導体領域５の一端部に沿って形成されている。カソード電極１１は、ｎ型半導体領域７の形成位置に対応する絶縁層４上において、ｐ型半導体領域５におけるアノード電極９が形成されている一端部と反対側の端部に沿って形成されている。アノード電極９及びカソード電極１１は、絶縁層４に設けられたコンタクトホールを介して、それぞれｐ型半導体領域５，ｎ型半導体領域７と電気的に接続されている。

次に、図２及び図３を用いて、改質領域２０について説明する。改質領域２０は、図２に示すように、半導体基板３の裏面３ｂとｐ型半導体領域５との間における表面３ａから所定の深さ位置（例えば、２０〜５０μｍ）において、ｐｎ接合１３から半導体基板３に広がる空乏層の外側に複数形成されている。複数の改質領域２０は、半導体基板３の表面３ａと略平行に形成されている。改質領域２０は、後述するように表面３ａから所定の深さ位置に集光点Ｆを合わせてレーザ光Ｌａを照射することによって、例えば多光子吸収により形成されている。なお、集光点Ｆとはレーザ光Ｌａが集光した箇所のことである。

複数の改質領域２０の形状は、図３に示すように、例えば半導体基板３の側面と略平行な長手方向及び該長手方向に直交する短手方向を有している。複数の改質領域２０は、断面の略全面において行列状（例えば１５×３１）に二次元配列されていると共に、その長手方向が交互に行方向及び列方向を向くように形成されている。複数の改質領域２０のうち互いに隣接している改質領域２０の間隔Ｐは、光Ｌ１の入射によって半導体基板３に発生するキャリアの拡散長より短く（例えば、１００μｍ）設定されている。各改質領域２０は、長手方向と垂直な平面で切断した断面が深さ方向に長軸を有する楕円状を呈していると共に、短軸方向の幅が例えば３μｍに形成されている（図２参照）。

以上の構成を有する半導体受光素子１は、次の動作を行う。半導体受光素子１の表面３ａ側から光Ｌ１が入射すると、光Ｌ１は絶縁層４を透過し、半導体基板３、ｐ型半導体領域５及びｎ型半導体領域７に達する。そして、光Ｌ１における各波長成分によって発生するキャリアが、半導体基板３、ｐ型半導体領域５及びｎ型半導体領域７の内部における電界に従って拡散する。

光Ｌ１によって半導体基板３の裏面３ｂと複数の改質領域２０との間の部分にて発生するキャリアは、当該部分を拡散している間に、複数の改質領域２０のうちいずれかの改質領域２０にトラップされることとなる。改質領域２０にトラップされたキャリアは、その後、再結合して消滅する。ｐ型半導体領域５と複数の改質領域２０との間の部分にて発生し、ｐｎ接合１３に達したキャリアはフォトダイオード１５にて光電流として検出され、アノード電極９から外部に取り出される。この光電流により、半導体受光素子１は、光Ｌ１の光波長成分に応じた電気信号を出力することとなる。

次に、図４を用いて、多光子吸収により改質領域２０を形成するためのレーザ加工方法について説明する。図４は、第１実施形態に係るレーザ加工方法を示す断面図である。

まず、多光子吸収について簡単に説明する。光子のエネルギーｈνが、材料の吸収のバンドギャップＥ_Ｇよりも小さい場合、光学的に透明となる。よって、ｈν＞Ｅ_Ｇである場合には、材料に吸収が生じる。しかし、光学的に透明であっても、レーザ光の強度を非常に大きくした場合には、ｎｈν＞Ｅ_Ｇの条件（ｎ＝２，３，４，・・・）において材料に吸収が生じる。この現象を多光子吸収という。パルス波の場合、レーザ光の強度はレーザ光の集光点のピークパワー密度（Ｗ／ｃｍ^２）で決まり、例えばピークパワー密度が１×１０^８（Ｗ／ｃｍ^２）以上の条件で多光子吸収が生じる。ピークパワー密度は、（集光点におけるレーザ光の１パルス当たりのエネルギー）÷（レーザ光のビームスポット断面積×パルス幅）により求められる。また、連続波の場合、レーザ光の強度はレーザ光の集光点の電界強度（Ｗ／ｃｍ^２）で決まる。

改質領域２０は、半導体受光素子１において複数の改質領域２０を除く部分が形成されている構成を有する加工対象物２５に形成された形成予定ライン（図示せず）に沿って、レーザ光Ｌａを相対移動させることにより形成される。形成予定ラインは、直線状に延びた仮想線であり、各改質領域２０の形成位置に対応するように、例えば加工対象物２５の裏面３ｂに形成されている。

レーザ光Ｌａを多光子吸収が生じる条件に設定し、図４に示すように、加工対象物２５における表面３ａから所定の深さ位置に対し、例えば加工対象物２５の裏面３ｂよりレーザ光Ｌａの集光点Ｆを合わせる。改質領域２０は、集光点Ｆより加工対象物２５の裏面３ｂ方向に向かって拡がることにより、断面が深さ方向に長軸を有する楕円状を呈して形成される。

次に、複数の改質領域２０の形状が長手方向及び該長手方向に直交する短手方向を有するように、集光点Ｆを上述の形成予定ラインに沿って相対移動させる。また、複数の改質領域２０が、行列状（１５×３１）に二次元配列されると共に、その長手方向が交互に行方向及び列方向を向いて形成されるように、表面３ａ及び半導体基板３の側面と略平行に集光点Ｆを半導体基板３の各側面まで相対移動させる。この際、複数の改質領域２０のうち互いに隣接している改質領域２０の間隔Ｐが１００μｍとなるように集光点Ｆを相対移動させる。以上により、図２及び図３に示されるような複数の改質領域２０が形成される。

第１実施形態に係るレーザ加工では、加工対象物２５がレーザ光Ｌａを吸収することにより、加工対象物２５を発熱させて改質領域２０を形成するのではない。加工対象物２５にレーザ光Ｌａを透過させ加工対象物２５の内部に多光子吸収を発生させて改質領域２０を形成している。よって、加工対象物２５の裏面３ｂではレーザ光Ｌａがほとんど吸収されないので、加工対象物２５の裏面３ｂが溶融することはない。

第１実施形態において多光子吸収により形成される改質領域２０の一つの例として、溶融処理領域がある。

この場合には、レーザ光を加工対象物２５の内部に集光点Ｆを合わせて、集光点Ｆにおける電界強度が１×１０^８（Ｗ／ｃｍ^２）以上でかつパルス幅が１μｓ以下の条件で照射する。これにより、加工対象物２５の内部は多光子吸収によって局所的に加熱される。この加熱により、加工対象物２５の内部に溶融処理領域が形成される。

溶融処理領域とは一旦溶融後再固化した領域、溶融状態中の領域及び溶融から再固化する状態中の領域のうち少なくともいずれか一つを意味する。溶融処理領域は、相変化した領域や結晶構造が変化した領域ということもできる。溶融処理領域は、単結晶構造、非晶質構造又は多結晶構造において、ある構造が別の構造に変化した領域ということもできる。つまり、例えば、単結晶構造から非晶質構造に変化した領域、単結晶構造から多結晶構造に変化した領域、単結晶構造から非晶質構造及び多結晶構造を含む構造に変化した領域を意味する。加工対象物２５がシリコン単結晶構造の場合、溶融処理領域は例えば非晶質シリコン構造である。なお、電界強度の上限値としては、例えば１×１０^１２（Ｗ／ｃｍ^２）である。パルス幅は例えば１〜２００ｎｓが好ましい。

以上のレーザ加工により、図１及び図２に示すような構成の半導体受光素子１が得られる。

以上のように、第１実施形態では、半導体基板３における裏面３ｂとｐ型半導体領域５との間における表面３ａから所定の深さ位置に複数の改質領域２０が形成され、複数の改質領域２０のうち互いに隣接している改質領域２０の間隔Ｐが、光Ｌ１の入射によって半導体基板３に発生するキャリアの拡散長よりも短く設定されている。これにより、半導体基板３における裏面３ｂと改質領域２０との間の部分にて発生するキャリアは、当該部分を拡散している間に、複数の改質領域２０のうちいずれかの改質領域２０にトラップされることとなる。改質領域２０にトラップされたキャリアは、その後、再結合して消滅する。従って、第１実施形態によれば、半導体基板３における裏面３ｂと改質領域２０との間の部分にて発生するキャリアが、フォトダイオード１５にて光電流として検出されることが抑制され、ノイズの発生を抑制することができる。

第１実施形態では、各改質領域２０は半導体基板３の裏面３ｂとｐ型半導体領域５との間における表面３ａから所定の深さ位置に集光点Ｆを合わせてレーザ光Ｌａを照射することによって形成されているため、複数の改質領域２０を短時間にて形成することができる。この結果、半導体受光素子１の製造時間を短縮することができる。

第１実施形態では、複数の改質領域２０の形状は、長手方向及び該長手方向に直交する短手方向を有しており、複数の改質領域２０は、行列状に二次元配列されていると共に、その長手方向が交互に行方向及び列方向を向くように形成されている。この場合、半導体基板３の耐久性を低下させることなく、高密度に改質領域を形成することができる。

第１実施形態では、複数の改質領域２０は、半導体基板３の表面３ａと略平行に形成されている。これにより、半導体基板３における裏面３ｂと改質領域２０との間の部分にて発生するキャリアは、当該部分を拡散している間に、複数の改質領域２０のうちいずれかの改質領域２０に均一にトラップされることとなる。従って、第１実施形態によれば、半導体基板３における裏面３ｂと改質領域２０との間の部分にて発生するキャリアが、フォトダイオード１５にて光電流として検出されることが均一に抑制され、ノイズの発生を均一に抑制することができる。

次に、図５に基づいて、第１実施形態の変形例に係る半導体受光素子３１について説明する。図５は、第１実施形態の変形例に係る半導体受光素子の断面図である。半導体受光素子３１は、複数の改質領域２０の構成の点で上述した半導体受光素子１と異なる。

半導体受光素子３１における複数の改質領域２０の形状は、図５に示すように、例えば半導体基板３の側面と略平行な長手方向及び該長手方向に直交する短手方向を有している。複数の改質領域２０は、例えば断面の略全面において行列状（例えば１５×１５）に二次元配列されていると共に、その長手方向が交互に直交する方向を向くように形成されている。複数の改質領域２０のうち互いに隣接している改質領域２０の間隔Ｐは、光Ｌ１の入射によって半導体基板３に発生するキャリアの拡散長より短く（例えば、１００μｍ）設定されている。その他の点については、第１実施形態と同様である。

以上のように、第１実施形態と同様に、第１実施形態の変形例では、半導体基板３における裏面３ｂとｐ型半導体領域５との間における表面３ａから所定の深さ位置に複数の改質領域２０が形成され、複数の改質領域２０のうち互いに隣接している改質領域２０の間隔Ｐが、光Ｌ１の入射によって半導体基板３に発生するキャリアの拡散長よりも短く設定されている。従って、ノイズの発生を抑制することができる。第１実施形態の変形例では、各改質領域２０は裏面３ｂとｐ型半導体領域５との間における表面３ａから所定の深さ位置に集光点Ｆを合わせてレーザ光Ｌａを照射することによって形成されているため、半導体受光素子３１の製造時間を短縮することができる。

第１実施形態の変形例では、複数の改質領域２０の形状は、長手方向及び該長手方向に直交する短手方向を有しており、複数の改質領域２０は、行列状に二次元配列されていると共に、その長手方向が交互に直交する方向を向くように形成されている。この場合、半導体基板３の耐久性を低下させることなく、高密度に改質領域２０を形成することができる。

［第２実施形態］
次に、図６に基づいて、第２実施形態に係る半導体受光素子４１について説明する。図６は、第２実施形態に係る半導体受光素子の断面図である。第２実施形態に係る半導体受光素子４１は、複数の改質領域２０の構成の点で上述した半導体受光素子１と異なる。

半導体受光素子４１における複数の改質領域２０の形状は、図６に示すように、例えば半導体基板３の側面と略平行な長手方向及び該長手方向に直交する短手方向を有している。複数の改質領域２０は、断面の略全面において、隣接する改質領域２０同士が連続しており、互いに直交する各１５本の部分からなる格子状に形成されている。複数の改質領域２０のうち互いに隣接している改質領域２０の間隔Ｐは、光Ｌ１の入射によって半導体基板３に発生するキャリアの拡散長より短く（例えば、１００μｍ）設定されている。その他の点については、第１実施形態と同様である。

以上のように、第１実施形態と同様に、第２実施形態では、半導体基板３における裏面３ｂとｐ型半導体領域５との間における表面３ａから所定の深さ位置に複数の改質領域２０が形成され、複数の改質領域２０のうち互いに隣接している改質領域２０の間隔Ｐが、光Ｌ１の入射によって半導体基板３に発生するキャリアの拡散長よりも短く設定されている。従って、ノイズの発生を抑制することができる。第２実施形態では、各改質領域２０は裏面３ｂとｐ型半導体領域５との間における表面３ａから所定の深さ位置に集光点Ｆを合わせてレーザ光Ｌａを照射することによって形成されているため、半導体受光素子４１の製造時間を短縮することができる。

第２実施形態では、複数の改質領域２０は、隣接する改質領域２０同士が連続して格子状に形成されている。この場合、複数の改質領域２０をレーザ加工により容易に形成することができる。

次に、図７に基づいて、第２実施形態の変形例に係る半導体受光素子５１について説明する。図７は、第２実施形態の変形例に係る半導体受光素子の断面図である。半導体受光素子５１は、複数の改質領域２０の構成の点で上述した半導体受光素子１と異なる。

半導体受光素子５１における複数の改質領域２０は、図７に示すように、例えば互いに略平行に半導体基板３の一側面方向に伸びて１５本の直線状に形成されており、半導体基板３の側面まで形成されている。複数の改質領域２０のうち互いに隣接している改質領域２０の間隔Ｐは、光Ｌ１の入射によって半導体基板３に発生するキャリアの拡散長より短く（例えば、１００μｍ）設定されている。その他の点については、第１実施形態と同様である。

以上のように、第１実施形態と同様に、第２実施形態の変形例では、半導体基板３における裏面３ｂとｐ型半導体領域５との間における表面３ａから所定の深さ位置に複数の改質領域２０が形成され、複数の改質領域２０のうち互いに隣接している改質領域２０の間隔Ｐが、光Ｌ１の入射によって半導体基板３に発生するキャリアの拡散長よりも短く設定されている。従って、ノイズの発生を抑制することができる。第２実施形態の変形例では、各改質領域２０は裏面３ｂとｐ型半導体領域５との間における表面３ａから所定の深さ位置に集光点Ｆを合わせてレーザ光Ｌａを照射することによって形成されているため、半導体受光素子５１の製造時間を短縮することができる。

第２実施形態に係る変形例では、複数の改質領域２０は、互いに略平行に半導体基板３の一側面方向に伸びて直線状に形成されている。この場合、複数の改質領域２０をレーザ加工により容易に形成することができる。

ところで、本発明の実施形態に係る半導体受光素子１，３１，４１及び５１は、複数の改質領域２０を半導体基板３の表面３ａから所望の深さに形成することによって、所望の分光感度特性を得ることができる。図８は、複数の改質領域が形成されている半導体基板の表面からの深さ位置が異なる場合における、本発明の実施形態に係る半導体受光素子の分光感度特性の一例を示す図である。図中において、縦軸、横軸はそれぞれ分光感度、光の波長を示しており、「ＱＥ＝１００％」は、量子効率が１００％となる分光感度特性を示す。

図８に示すように、半導体基板３の表面３ａから深さ２０〜５０μｍの位置に複数の改質領域２０が形成されている場合には、光Ｌ１における長波長成分（８００〜１２００ｎｍ）の分光感度が顕著に抑制されている。すなわち、複数の改質領域２０をｐ型半導体領域５に近い位置に形成すればするほど、光Ｌ１におけるより短波長側の波長成分に起因する分光感度が抑制されることとなる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明してきたが、本発明は必ずしも上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。例えば、複数の改質領域２０は、半導体基板３の裏面３ｂよりレーザ光Ｌａを照射することによって形成されていることに限定されるものではなく、表面３ａからレーザ光Ｌａを照射することによって形成されていてもよい。

複数の改質領域２０は、形状、半導体基板３の表面３ａからの深さ位置、各改質領域２０の数、各改質領域２０の断面における短軸方向の幅、互いに隣接している改質領域２０の間隔Ｐは、上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、複数の改質領域２０の形状は、長手方向及び該長手方向に直交する短手方向を有しており、複数の改質領域２０は、行列状に二次元配列されていると共に、その長手方向が行方向又は列方向の一方を向くように形成されていてもよい。複数の改質領域２０は、半導体基板３の裏面３ｂとｐ型半導体領域５との間に形成されている限り、半導体基板３の側面に至るまで形成されていなくてもよい。複数の改質領域２０は、多光子吸収以外によって改質されて形成されていてもよい。

半導体基板３、ｐ型半導体領域５及びｎ型半導体領域７の材料、形状、厚さ、不純物濃度及び不純物の種類は、上述した実施形態に限定されるものではない。半導体基板３、ｐ型半導体領域５及びｎ型半導体領域７は、上述した実施形態とは逆の導電型となる不純物を含んでいてもよい。

半導体基板３は、Ｓｉによって形成されていることに限定されるものではなく、例えば半導体基板３とｐ型半導体領域５が同一の化合物半導体（例えば、ＧａＡｓ又はＧａＳｂ等）によって形成されていてもよい。また、例えば半導体基板３と半導体基板３の表面３ａ上に形成された半導体層とが異なる化合物半導体によって形成されていてもよく、この場合には、半導体基板３の裏面３ｂと、半導体基板３及び当該半導体層のヘテロ接合領域との間に複数の改質領域２０が形成される。

第１実施形態に係る半導体受光素子の平面図である。 図１におけるＩＩ−ＩＩ線断面図である。 図１におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。 第１実施形態に係るレーザ加工方法を示す断面図である。 第１実施形態の変形例に係る半導体受光素子の断面図である。 第２実施形態に係る半導体受光素子の断面図である。 第２実施形態の変形例に係る半導体受光素子の断面図である。 本発明の実施形態に係る半導体受光素子の分光感度特性の一例を示す図である。

符号の説明

１，３１，４１，５１…半導体受光素子、３…ｎ型（第１導電型）の半導体基板、３ａ…半導体基板の表面（第１の主面）、３ｂ…半導体基板の裏面（第２の主面）、５…ｐ型（第２導電型）半導体領域、１３…ｐｎ接合、１５…フォトダイオード、２０…改質領域、Ｆ…集光点、Ｌａ…レーザ光、Ｐ…互いに隣接している改質領域の間隔、Ｌ１…光。

Claims (5)

1. 互いに対向する第１及び第２の主面を有する第１導電型の半導体基板と、
   前記半導体基板の前記第１の主面側に形成されており、前記半導体基板との接合によりフォトダイオードを構成する第２導電型の半導体領域と、を備え、
   前記半導体基板には、前記第２の主面と前記半導体領域との間の所定位置に集光点を合わせてレーザ光を照射することによって、複数の改質領域が形成されており、
   前記複数の改質領域のうち互いに隣接している改質領域の間隔は、光の入射によって前記半導体基板に発生するキャリアの拡散長よりも短く設定されていることを特徴とする半導体受光素子。
2. 前記複数の改質領域の形状は、長手方向及び該長手方向に直交する短手方向を有しており、
   前記複数の改質領域は、行列状に二次元配列されていると共に、その長手方向が交互に行方向及び列方向を向くように形成されていることを特徴とする請求項１記載の半導体受光素子。
3. 前記複数の改質領域の形状は、長手方向及び該長手方向に直交する短手方向を有しており、
   前記複数の改質領域は、行列状に二次元配列されていると共に、その長手方向が交互に直交する方向を向くように形成されていることを特徴とする請求項１記載の半導体受光素子。
4. 前記複数の改質領域は、隣接する改質領域同士が連続して格子状に形成されていることを特徴とする請求項２又は３記載の半導体受光素子。
5. 前記複数の改質領域は、それぞれが所定の方向に伸びて直線状に形成されていることを特徴とする請求項１記載の半導体受光素子。
   
   
   

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