JPH03203382A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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- JPH03203382A JPH03203382A JP1341964A JP34196489A JPH03203382A JP H03203382 A JPH03203382 A JP H03203382A JP 1341964 A JP1341964 A JP 1341964A JP 34196489 A JP34196489 A JP 34196489A JP H03203382 A JPH03203382 A JP H03203382A
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Landscapes
- Light Receiving Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
Ｃ産業上の利用分野］
本発明は半導体装置、特に素子形成領域内におけるＰＮ
接合によりフォトダイオードを形成してなる半導体装置
に関する。
接合によりフォトダイオードを形成してなる半導体装置
に関する。
［発明の概要］
本発明は、素子形成領域内に形成されたＰＮ接合により
受光素子を形成して威る半導体装置において、上記ＰＮ
接合を有する一方の半導体領域の該ＰＮ接合に接する部
分に低濃度領域を有して構成する、あるいは上記ＰＮ接
合を形成する一方の半導体領域を表面部より深い位置に
形成して構成することにより、他素子の特性並びに集積
度を劣化させることなく、空乏層の広がりを増大化させ
て受光感度を向上させるようにしたものである。
受光素子を形成して威る半導体装置において、上記ＰＮ
接合を有する一方の半導体領域の該ＰＮ接合に接する部
分に低濃度領域を有して構成する、あるいは上記ＰＮ接
合を形成する一方の半導体領域を表面部より深い位置に
形成して構成することにより、他素子の特性並びに集積
度を劣化させることなく、空乏層の広がりを増大化させ
て受光感度を向上させるようにしたものである。
従来の半導体装置、特にフォトダイオードとトランジス
タ等の素子が共存する半導体装置は、第９図に示すよう
に、Ｐ型のシリコン基板（２１）上に選択的にＮ型の埋
込み層（２２）を形成したのち、全面にＮ型のエピタキ
シャル層（２３）を形成し、その後、選択的に素子骨Ｗ
ｓ％Ｍ域（２４）を形成してこの素子分離領域（２４）
で囲まれて成る複数の素子形成領域（２５）及び（２６
）を形成し、そして、一方の素子形ｔｃ ９Ｍ域（２５
）に、Ｎ型のコレクタ取出し領域（２７）と、Ｐ型のベ
ース領域（２８）及び該ベース領域（２８）で囲まれた
Ｎ型のエミッタ領域（２９）からなるＮＰＮ ）ランジ
スタ（Ｔｒ）を形成すると共に、他方の素子形成領域（
２６）に、Ｎ型の不純物拡散領域（３０）とＰ型の不純
物拡散領域（３１）を形成することによって、ＰＮ接合
（ＰＮ）で構成されるフォトダイオード（ＰＤ）を形成
してなる。
タ等の素子が共存する半導体装置は、第９図に示すよう
に、Ｐ型のシリコン基板（２１）上に選択的にＮ型の埋
込み層（２２）を形成したのち、全面にＮ型のエピタキ
シャル層（２３）を形成し、その後、選択的に素子骨Ｗ
ｓ％Ｍ域（２４）を形成してこの素子分離領域（２４）
で囲まれて成る複数の素子形成領域（２５）及び（２６
）を形成し、そして、一方の素子形ｔｃ ９Ｍ域（２５
）に、Ｎ型のコレクタ取出し領域（２７）と、Ｐ型のベ
ース領域（２８）及び該ベース領域（２８）で囲まれた
Ｎ型のエミッタ領域（２９）からなるＮＰＮ ）ランジ
スタ（Ｔｒ）を形成すると共に、他方の素子形成領域（
２６）に、Ｎ型の不純物拡散領域（３０）とＰ型の不純
物拡散領域（３１）を形成することによって、ＰＮ接合
（ＰＮ）で構成されるフォトダイオード（ＰＤ）を形成
してなる。
また、第１０図（第９図と対応するものについては同符
号を記す）に示すように、他方の素子形成領域（２６）
に、上記第９図で示すＮ型の埋込み層（２２）及びＰ型
の不純物拡散領域（３１）を形成せずに、Ｐ型のシリコ
ン基板（２１）とＮ型のエピタキシャル層（２３）によ
るＰＮ接合（ＰＮ）で構成されるフォトダイオード（Ｐ
Ｄ）を形成してなる。
号を記す）に示すように、他方の素子形成領域（２６）
に、上記第９図で示すＮ型の埋込み層（２２）及びＰ型
の不純物拡散領域（３１）を形成せずに、Ｐ型のシリコ
ン基板（２１）とＮ型のエピタキシャル層（２３）によ
るＰＮ接合（ＰＮ）で構成されるフォトダイオード（Ｐ
Ｄ）を形成してなる。
また、第１１図（第９図と対応するものについては同符
号を記す）に示すように、他方の素子形成領域（２６）
下に、上記第９図で示すＮ型の埋込み層（２２）を形成
せずに、Ｐ型の不純物拡散領域（３１）とＮ型のエピタ
キシャル層（２３）による第１のＰＮ接合（ＰＮＩ）で
構成される第１のフォトダイオード（ＰＤ、）と、Ｐ型
のシリコン基板（２１）とＮ型のエピタキシャル層（２
３）による第２のＰＮ接合（ＰＮｚ）で構成される第２
のフォトダイオード（ｐｏｔ）を形成してなる。
号を記す）に示すように、他方の素子形成領域（２６）
下に、上記第９図で示すＮ型の埋込み層（２２）を形成
せずに、Ｐ型の不純物拡散領域（３１）とＮ型のエピタ
キシャル層（２３）による第１のＰＮ接合（ＰＮＩ）で
構成される第１のフォトダイオード（ＰＤ、）と、Ｐ型
のシリコン基板（２１）とＮ型のエピタキシャル層（２
３）による第２のＰＮ接合（ＰＮｚ）で構成される第２
のフォトダイオード（ｐｏｔ）を形成してなる。
上記第９図〜第１１図で示す従来の半導体装置において
、フォトダイオード（ＰＤ） 、 （ＰＤ ｌ ）及び
（ＰＤ、）の受光感度を上げる場合、空乏層の広がりを
増大化させることが一般的である。そこで従来では、エ
ピタキシャル層（２３）の濃度の低減化及びエピタキシ
ャル層（２３）の膜厚の増大化という方法を採用してい
る。
、フォトダイオード（ＰＤ） 、 （ＰＤ ｌ ）及び
（ＰＤ、）の受光感度を上げる場合、空乏層の広がりを
増大化させることが一般的である。そこで従来では、エ
ピタキシャル層（２３）の濃度の低減化及びエピタキシ
ャル層（２３）の膜厚の増大化という方法を採用してい
る。
ところが、エピタキシャル層（２３）の濃度を低減化し
た場合、例えばフォトダイオード（ＰＤ） 、 （ＰＤ
Ｉ）及び（ＰＤｚ） と共存するＮＰＮ ）ランジスタ
（Ｔｒ）のコレクタ飽和電圧Ｖ ｃｅ（ｓａｔ） （コ
レクタ出力が定電流に移行する電圧）が増大化し、その
結果、ＮＰＮトランジスタ（Ｔｒ）の動作遅延につなが
って、ＮＰＮ）ランジスタ（Ｔｒ）の周波数特性ｆｔが
劣化するなど、他素子の性能を悪化させるという不都合
がある。
た場合、例えばフォトダイオード（ＰＤ） 、 （ＰＤ
Ｉ）及び（ＰＤｚ） と共存するＮＰＮ ）ランジスタ
（Ｔｒ）のコレクタ飽和電圧Ｖ ｃｅ（ｓａｔ） （コ
レクタ出力が定電流に移行する電圧）が増大化し、その
結果、ＮＰＮトランジスタ（Ｔｒ）の動作遅延につなが
って、ＮＰＮ）ランジスタ（Ｔｒ）の周波数特性ｆｔが
劣化するなど、他素子の性能を悪化させるという不都合
がある。
また、エピタキシャル層（２３）の膜厚を増大化させた
場合、エピタキシャル層（２３）を貫く素子分離領域（
２４）に対する深層拡散が更に必要となるため、各素子
形成領域（２５）及び（２６）間のトレランスが大きく
なり、その結果、セルサイズの増加につながって高集積
化が実現できないという不都合がある。
場合、エピタキシャル層（２３）を貫く素子分離領域（
２４）に対する深層拡散が更に必要となるため、各素子
形成領域（２５）及び（２６）間のトレランスが大きく
なり、その結果、セルサイズの増加につながって高集積
化が実現できないという不都合がある。
本発明は、このような点に鑑み威されたもので、その目
的とするところは、他素子の特性並びに集積度を劣化さ
せることなく、空乏層の広がりを増大化させて受光感度
の向上を図ることができる半導体装置を提供することに
ある。
的とするところは、他素子の特性並びに集積度を劣化さ
せることなく、空乏層の広がりを増大化させて受光感度
の向上を図ることができる半導体装置を提供することに
ある。
［課題を解決するための手段］
本発明の半導体装置は、素子形成領域内に形成されたＰ
Ｎ接合（ＰＮＩ）により受光素子（ＦＤＰ）を形成して
戊る半導体装置（Ａ）において、ＰＮ接合（ＰＮＩ）を
形成する一方の半導体領域（エピタキシャル層（２）又
は不純物拡散領域（５））のＰＮ接合（ＰＮＩ）に接す
る部分に低濃度領域（６）又は（１１）を有するように
構成する。
Ｎ接合（ＰＮＩ）により受光素子（ＦＤＰ）を形成して
戊る半導体装置（Ａ）において、ＰＮ接合（ＰＮＩ）を
形成する一方の半導体領域（エピタキシャル層（２）又
は不純物拡散領域（５））のＰＮ接合（ＰＮＩ）に接す
る部分に低濃度領域（６）又は（１１）を有するように
構成する。
また、本発明は、上記半導体装置（Ａ）において、ＰＮ
接合（ＰＮＩ）を形成する一方の半導体領域（不純物拡
散領域（５））を表面部より深い位置に形成して構成す
る。
接合（ＰＮＩ）を形成する一方の半導体領域（不純物拡
散領域（５））を表面部より深い位置に形成して構成す
る。
上述の本発明の構成によれば、受光素子（ＦＤＰ）を構
成するＰＮ接合（ＰＮＩ）に接する部分が低濃度となる
ため、ＰＮ接合（ＰＮＩ）からの空乏層（８）の広がり
が増大化する。従って、エピタキシャル層（２）全体の
濃度及び膜厚を変えることなく空乏層（８）の広がりを
増大化させることが可能となり、他素子の特性並びに集
積度を劣化させることなく受光素子（ＦＤＰ）の受光感
度を向上させることができる。
成するＰＮ接合（ＰＮＩ）に接する部分が低濃度となる
ため、ＰＮ接合（ＰＮＩ）からの空乏層（８）の広がり
が増大化する。従って、エピタキシャル層（２）全体の
濃度及び膜厚を変えることなく空乏層（８）の広がりを
増大化させることが可能となり、他素子の特性並びに集
積度を劣化させることなく受光素子（ＦＤＰ）の受光感
度を向上させることができる。
また、上述の本発明の構成によれば、ＰＮ接合（ＰＮ、
）を形成する一方の半導体領域（５）を表面部より深い
位置に形成したのでＰＮ接合（ＰＮ 、 ）からの空乏
層（８）を上下に延ばすことが可能となり、ト一タルの
空乏層（８）の幅を増大化させることができる。
）を形成する一方の半導体領域（５）を表面部より深い
位置に形成したのでＰＮ接合（ＰＮ 、 ）からの空乏
層（８）を上下に延ばすことが可能となり、ト一タルの
空乏層（８）の幅を増大化させることができる。
従って、エピタキシャル層（２）全体の濃度及び膜厚を
変えることなく空乏層（８）の広がりを増大化させるこ
とが可能となり、他素子の特性並びに集積度を劣化させ
ることなく受光素子（ＰＤＩ）の受光感度を向上させる
ことができる。
変えることなく空乏層（８）の広がりを増大化させるこ
とが可能となり、他素子の特性並びに集積度を劣化させ
ることなく受光素子（ＰＤＩ）の受光感度を向上させる
ことができる。
以下、第１図〜第８図を参照しながら本発明の詳細な説
明する。
明する。
第１図は、第１実施例に係る半導体装置を示す構成国で
ある。
ある。
この半導体装置（Ａ１）は図示する如く、例えばＰ型の
シリコン基板（１）上にＮ型のエピタキシャル層（２）
を形成したのち、選択的に素子分離領域（３）を形成し
、この素子分離領域（３）で囲まれた素子形成領域（４
）内において、その表面部に、図示しない例えばＮＰＮ
トランジスタのベース領域と共にＰ型の不純物拡散領域
（５）を形成すると共に、高エネルギによるイオン注入
により、Ｐ型の不純物、例えばボロン（Ｂ゛）を導入し
て上記Ｐ型の不純物拡散領域（５）下にＰ型の低濃度領
域（６）を形成してなる。ここで、Ｐ型の不純物拡散領
域（５）及びＰ型の低濃度領域（６）とＮ型のエピタキ
シャル層（２）による第１のＰＮ接合（ＰＮＩ）で第１
のフォトダイオード（ＰＤ、）が構成され、Ｐ型のシリ
コン基板（１）とＮ型のエピタキシャル層（２）による
第２のＰＮ接合（ＰＮＺ）で第２のフォトダイオード（
ｐｏｔ）が構成される。
シリコン基板（１）上にＮ型のエピタキシャル層（２）
を形成したのち、選択的に素子分離領域（３）を形成し
、この素子分離領域（３）で囲まれた素子形成領域（４
）内において、その表面部に、図示しない例えばＮＰＮ
トランジスタのベース領域と共にＰ型の不純物拡散領域
（５）を形成すると共に、高エネルギによるイオン注入
により、Ｐ型の不純物、例えばボロン（Ｂ゛）を導入し
て上記Ｐ型の不純物拡散領域（５）下にＰ型の低濃度領
域（６）を形成してなる。ここで、Ｐ型の不純物拡散領
域（５）及びＰ型の低濃度領域（６）とＮ型のエピタキ
シャル層（２）による第１のＰＮ接合（ＰＮＩ）で第１
のフォトダイオード（ＰＤ、）が構成され、Ｐ型のシリ
コン基板（１）とＮ型のエピタキシャル層（２）による
第２のＰＮ接合（ＰＮＺ）で第２のフォトダイオード（
ｐｏｔ）が構成される。
尚、（７）は所定のバイアス電圧が印加されるＮ型の不
純物拡散領域を示し、（８）及び（９）は夫々第１及び
第２のＰＮ接合（ＰＮ、）及び（ＰＮ、）から発生する
空乏層を示す。
純物拡散領域を示し、（８）及び（９）は夫々第１及び
第２のＰＮ接合（ＰＮ、）及び（ＰＮ、）から発生する
空乏層を示す。
この第１実施例によれば、Ｐ型の不純物、例えばボロン
（Ｂ゛）の高エネルギによるイオン注入により、素子形
成領域（４）の表面部に形成されたＰ型の不純物拡散領
域（５）下におけるエピタキシャル層（２）のＮ型濃度
を完全にキャンセルして、該Ｐ型の不純物拡散領域（５
）下にＰ型の低濃度領域（６）を形成するようにしたの
で、第２図に示すように、第１のＰＮ接合部分の濃度勾
配が小さくなり、それに伴ない第１のフォトダイオード
（ＰＤ、）における空乏層（８）の広がりが増大化する
。従って、エピタキシャル層（２）全体の濃度及び膜厚
を変えることなく、空乏層（８）の広がりを増大化させ
ることが可能となり、他素子（図示しないＮＰＮ）ラン
ジスタ等）の特性並びに集積度を劣化させることなく第
１のフォトダイオード（ＰＤＩ）の受光感度を向上させ
ることができる。
（Ｂ゛）の高エネルギによるイオン注入により、素子形
成領域（４）の表面部に形成されたＰ型の不純物拡散領
域（５）下におけるエピタキシャル層（２）のＮ型濃度
を完全にキャンセルして、該Ｐ型の不純物拡散領域（５
）下にＰ型の低濃度領域（６）を形成するようにしたの
で、第２図に示すように、第１のＰＮ接合部分の濃度勾
配が小さくなり、それに伴ない第１のフォトダイオード
（ＰＤ、）における空乏層（８）の広がりが増大化する
。従って、エピタキシャル層（２）全体の濃度及び膜厚
を変えることなく、空乏層（８）の広がりを増大化させ
ることが可能となり、他素子（図示しないＮＰＮ）ラン
ジスタ等）の特性並びに集積度を劣化させることなく第
１のフォトダイオード（ＰＤＩ）の受光感度を向上させ
ることができる。
次に、第２実施例に係る半導体装置の構成を第３図に基
いて説明する。尚、第１図と対応するものについては同
符号を記す。
いて説明する。尚、第１図と対応するものについては同
符号を記す。
この半導体装置（Ａ２）は、上記第１実施例とほぼ同じ
構成を有するが、素子形成領域（４）の表面部における
Ｐ型の不純物拡散領域（５）下に、高エネルギによるイ
オン注入により、Ｐ型の不純物、例えばボロン（Ｂ゛）
を導入してＮ型のエピタキシャル層（２）のうち、Ｐ型
の不純物拡散領域（５）下のＮ型の濃度を所定量キャン
セルして該Ｐ型の不純物拡散領域（５）下にＮ型の低濃
度領域（１１）を形成してなる。ここで、上記第１実施
例と同様に、Ｐ型の不純物拡散領域（５）とＮ型の低濃
度領域（１１）及びＮ型のエピタキシャル層（２）によ
る第１のＰＮ接合（ＰＮＩ）で第１のフォトダイオード
（ＰＤＩ）が構成され、Ｐ型のシリコン基板（１）とＮ
型のエピタキシャル層（２）による第２のＰＮ接合（Ｐ
Ｎりで第２のフォトダイオード（ＰＩｈ）が構成される
。
構成を有するが、素子形成領域（４）の表面部における
Ｐ型の不純物拡散領域（５）下に、高エネルギによるイ
オン注入により、Ｐ型の不純物、例えばボロン（Ｂ゛）
を導入してＮ型のエピタキシャル層（２）のうち、Ｐ型
の不純物拡散領域（５）下のＮ型の濃度を所定量キャン
セルして該Ｐ型の不純物拡散領域（５）下にＮ型の低濃
度領域（１１）を形成してなる。ここで、上記第１実施
例と同様に、Ｐ型の不純物拡散領域（５）とＮ型の低濃
度領域（１１）及びＮ型のエピタキシャル層（２）によ
る第１のＰＮ接合（ＰＮＩ）で第１のフォトダイオード
（ＰＤＩ）が構成され、Ｐ型のシリコン基板（１）とＮ
型のエピタキシャル層（２）による第２のＰＮ接合（Ｐ
Ｎりで第２のフォトダイオード（ＰＩｈ）が構成される
。
この第２実施例によれば、Ｐ型の不純物、例えばボロン
（Ｂ＋）の高エネルギによるイオン注入により、素子形
ｒｆｃ６Ｎ域（４）の表面部に形成されたＰ型、の不純
物拡散領域（５）下におけるエピタキシャル層（２）の
Ｎ型濃度を、第４図にも示すように、一部キャンセルし
てＰ型の不純物拡散領域（５）下にＮ型の低濃度領域（
１１）を形成するようにしたので、第１のフォトダイオ
ード（ＰＤＩ）における空乏層（８）の広がりが、Ｐ型
の不純物拡散領域（５）下におけるエピタキシャル層（
２）の局部的な低濃度化に伴なって増大化する。従って
、エピタキシャル層（２）全体の濃度及び膜厚を変える
ことなく空乏層（８）の広がりを増大化させることが可
能となり、他素子の特性並びに集積度を劣化させること
なく第１のフォトダイオード（ＰＤＩ）の受光感度を向
上させることができる。
（Ｂ＋）の高エネルギによるイオン注入により、素子形
ｒｆｃ６Ｎ域（４）の表面部に形成されたＰ型、の不純
物拡散領域（５）下におけるエピタキシャル層（２）の
Ｎ型濃度を、第４図にも示すように、一部キャンセルし
てＰ型の不純物拡散領域（５）下にＮ型の低濃度領域（
１１）を形成するようにしたので、第１のフォトダイオ
ード（ＰＤＩ）における空乏層（８）の広がりが、Ｐ型
の不純物拡散領域（５）下におけるエピタキシャル層（
２）の局部的な低濃度化に伴なって増大化する。従って
、エピタキシャル層（２）全体の濃度及び膜厚を変える
ことなく空乏層（８）の広がりを増大化させることが可
能となり、他素子の特性並びに集積度を劣化させること
なく第１のフォトダイオード（ＰＤＩ）の受光感度を向
上させることができる。
上記第１及び第２実施例において、Ｐ型の不純物拡散領
域（５）下のＰ型の低濃度領域（６）及びＮ型の低濃度
領域（１１）の形成は、Ｐ型の不純物拡散領域（５）の
形成（即ち、図示しないＮＰＮ）ランジスタのベース領
域の形成）と同時又は前、後を問わない。例えば、１つ
の例として素子分離領域（３）の形成後、高エネルギに
よるイオン注入により、Ｐ型の不純物、例えばボロン（
Ｂ゛）を素子形成領域（４）内に導入したのち、拡散し
て、ボロン（Ｂ゛）の注入層（６）又は（１１）をでき
るだけ低濃度化し、その後、素子形成領域（４）の表面
部にＰ型の不純物拡散領域（５）を形成するようにして
もよい。
域（５）下のＰ型の低濃度領域（６）及びＮ型の低濃度
領域（１１）の形成は、Ｐ型の不純物拡散領域（５）の
形成（即ち、図示しないＮＰＮ）ランジスタのベース領
域の形成）と同時又は前、後を問わない。例えば、１つ
の例として素子分離領域（３）の形成後、高エネルギに
よるイオン注入により、Ｐ型の不純物、例えばボロン（
Ｂ゛）を素子形成領域（４）内に導入したのち、拡散し
て、ボロン（Ｂ゛）の注入層（６）又は（１１）をでき
るだけ低濃度化し、その後、素子形成領域（４）の表面
部にＰ型の不純物拡散領域（５）を形成するようにして
もよい。
次に、第３実施例に係る半導体装置の構成を第５図に基
いて説明する。尚、第１図と対応するものについては同
符号を記す。
いて説明する。尚、第１図と対応するものについては同
符号を記す。
この半導体装置（Ａ３）は、Ｐ型の不純物拡散領域（５
）を高エネルギによるイオン注入によって、素子形成領
域（４）の表面部よりも深い位置に形成してなる。この
とき、Ｐ型の不純物拡散領域（５）上にＮ型のエピタキ
シャル層（２）が残るように、Ｐ型の不純物拡散領域（
５）をできるだけ深い位置に形成する。ここで、Ｐ型の
不純物拡散領域（５）とＮ型のエピタキシャル層（２）
による第１のＰＮ接合（ＰＮ、）で第１のフォトダイオ
ード（ｐｏｔ）が構成され、Ｐ型のシリコン基板（１）
とＮ型のエピタキシャル層（２）による第２のＰＮ接合
（ＰＮＺ）で第２のフォトダイオード（ＰＤｚ）が構成
される。尚、（１２）はＰ型の不純物拡散領域（５）か
らの信号を表面上に取出すＰ型の取出し領域である。
）を高エネルギによるイオン注入によって、素子形成領
域（４）の表面部よりも深い位置に形成してなる。この
とき、Ｐ型の不純物拡散領域（５）上にＮ型のエピタキ
シャル層（２）が残るように、Ｐ型の不純物拡散領域（
５）をできるだけ深い位置に形成する。ここで、Ｐ型の
不純物拡散領域（５）とＮ型のエピタキシャル層（２）
による第１のＰＮ接合（ＰＮ、）で第１のフォトダイオ
ード（ｐｏｔ）が構成され、Ｐ型のシリコン基板（１）
とＮ型のエピタキシャル層（２）による第２のＰＮ接合
（ＰＮＺ）で第２のフォトダイオード（ＰＤｚ）が構成
される。尚、（１２）はＰ型の不純物拡散領域（５）か
らの信号を表面上に取出すＰ型の取出し領域である。
この第３実施例によれば、第６図に示すように、Ｐ型の
不純物拡散領域（５）の上方及び下方にＮ型の領域（エ
ピタキシャル層（２））が存することとなるため、第１
のフォトダイオード（ｐｏｔ）における空乏層（８）が
Ｐ型の不純物拡散領域（５）に対しその下側だけでなく
その側面及び上面にも広がり、トータル的に空乏層（８
）の幅が増大化する。従って、エピタキシャル層（２）
全体の濃度及び膜厚を変えることなく空乏層（８）の広
がりを増大化させることが可能となり、他素子の特性並
びに集積度を劣化させることなく第１のフォトダイオー
ド（ｐｏ、）の受光感度を向上させることができる。特
に、この第３実施例においては、素子形成領域（４）の
表面部においての受光が可能となるため、光電変換効率
が向上し、更に受光感度が向上する。
不純物拡散領域（５）の上方及び下方にＮ型の領域（エ
ピタキシャル層（２））が存することとなるため、第１
のフォトダイオード（ｐｏｔ）における空乏層（８）が
Ｐ型の不純物拡散領域（５）に対しその下側だけでなく
その側面及び上面にも広がり、トータル的に空乏層（８
）の幅が増大化する。従って、エピタキシャル層（２）
全体の濃度及び膜厚を変えることなく空乏層（８）の広
がりを増大化させることが可能となり、他素子の特性並
びに集積度を劣化させることなく第１のフォトダイオー
ド（ｐｏ、）の受光感度を向上させることができる。特
に、この第３実施例においては、素子形成領域（４）の
表面部においての受光が可能となるため、光電変換効率
が向上し、更に受光感度が向上する。
次に、第４実施例に係る半導体装置の構成を第７図に基
いて説明する。尚、第１図と対応するものについては同
符号を記す。
いて説明する。尚、第１図と対応するものについては同
符号を記す。
この半導体装置（Ａ４）は、素子形成領域（４）の表面
部にＰ型の不純物拡散領域（５ａ）を形成すると共に、
このＰ型の不純物拡散領域（５ａ）よりも離間した下方
に高エネルギによるイオン注入により、別のＰ型の不純
物拡散領域（５ｂ）を形成してなる。
部にＰ型の不純物拡散領域（５ａ）を形成すると共に、
このＰ型の不純物拡散領域（５ａ）よりも離間した下方
に高エネルギによるイオン注入により、別のＰ型の不純
物拡散領域（５ｂ）を形成してなる。
ここで、一方のＰ型の不純物拡散領域（５ａ）とＮ型の
エピタキシャル層（２）による第１のＰＮ接合（ＰＮ
、 ）で第１のフォトダイオード（ＰＤ、）が構成され
ると共に、他方のＰ型の不純物拡散領域（５ｂ）とＮ型
のエピタキシャル層（２）による第２のＰＮ接合（ＰＮ
Ｚ）で第２のフォトダイオード（ＰＤｚ）が構成され、
Ｐ型のシリコン基板（１）とＮ型のエピタキシャル層（
２）による第３のＰＮ接合（ＰＮ３）で第３のフォトダ
イオード（ＰＤ３）が構成される。尚、（１３）は他方
のＰ型の不純物拡散領域（５ｂ）からの信号を表面上に
取出すＰ型の取出し領域である。
エピタキシャル層（２）による第１のＰＮ接合（ＰＮ
、 ）で第１のフォトダイオード（ＰＤ、）が構成され
ると共に、他方のＰ型の不純物拡散領域（５ｂ）とＮ型
のエピタキシャル層（２）による第２のＰＮ接合（ＰＮ
Ｚ）で第２のフォトダイオード（ＰＤｚ）が構成され、
Ｐ型のシリコン基板（１）とＮ型のエピタキシャル層（
２）による第３のＰＮ接合（ＰＮ３）で第３のフォトダ
イオード（ＰＤ３）が構成される。尚、（１３）は他方
のＰ型の不純物拡散領域（５ｂ）からの信号を表面上に
取出すＰ型の取出し領域である。
この第４実施例によれば、実質的に上記第３実施例の構
造を利用して３つのフォトダイオード（ＰＤＩ）、 （
ｐｏｚ）及び（ＰＤ３）を形成するようにしたので、受
光感度が向上すると共に、第８図に示すように、光吸収
波長領域が従来の場合よりも広がり、３つの帯域につい
ての波長λ１．λ２及びＡ３を有する光を受光並びに分
離することが可能となる。
造を利用して３つのフォトダイオード（ＰＤＩ）、 （
ｐｏｚ）及び（ＰＤ３）を形成するようにしたので、受
光感度が向上すると共に、第８図に示すように、光吸収
波長領域が従来の場合よりも広がり、３つの帯域につい
ての波長λ１．λ２及びＡ３を有する光を受光並びに分
離することが可能となる。
特に、上記第３実施例の構造を利用した第２のフォトダ
イオード（ＰＤｚ）を複数個形成すれば、１つの素子形
成領域（４）内に多数個のフォトダイオードを形成する
ことができ、多数の波長を有する光に対する波長分離素
子としての機能をもたせることが可能となる。
イオード（ＰＤｚ）を複数個形成すれば、１つの素子形
成領域（４）内に多数個のフォトダイオードを形成する
ことができ、多数の波長を有する光に対する波長分離素
子としての機能をもたせることが可能となる。
［発明の効果〕
本発明に係る半導体装置は、素子形成領域内に形成され
たＰＮ接合により受光素子を形成して成る半導体装置に
おいて、上記ＰＮ接合を形成する一方の半導体領域の該
ＰＮ接合に接する部分に低濃度領域を有して構成する、
あるいは上記ＰＮ接合を形成する一方の半導体領域を表
面部より深い位置に形成して構成するようにしたので、
他素子の特性並びに集積度を劣化させることなく、空乏
層の広がりを増大化させて受光感度を向上させることが
できる。
たＰＮ接合により受光素子を形成して成る半導体装置に
おいて、上記ＰＮ接合を形成する一方の半導体領域の該
ＰＮ接合に接する部分に低濃度領域を有して構成する、
あるいは上記ＰＮ接合を形成する一方の半導体領域を表
面部より深い位置に形成して構成するようにしたので、
他素子の特性並びに集積度を劣化させることなく、空乏
層の広がりを増大化させて受光感度を向上させることが
できる。
示す構成図、第１０図及び第１１図は他の従来例を示す
構成図である。
構成図である。
（Ａ、）〜（Ａ４）は半導体装置、（ＰＤＩ）、（ＰＤ
り及び（ＰＤ３）はフォトダイオード、（ＰＮ＋）、
（ｐＮｚ）及び（ＰＮｓ）はＰＮ接合、（１）はシリコ
ン基板、（２）はエピタキシャル層、（３）は素子分離
領域、（４）は素子形成領域、（５）は不純物拡散領域
、（６）、 （１１）は低濃度領域、＜８）、 ＜９）
は空乏層である。
り及び（ＰＤ３）はフォトダイオード、（ＰＮ＋）、
（ｐＮｚ）及び（ＰＮｓ）はＰＮ接合、（１）はシリコ
ン基板、（２）はエピタキシャル層、（３）は素子分離
領域、（４）は素子形成領域、（５）は不純物拡散領域
、（６）、 （１１）は低濃度領域、＜８）、 ＜９）
は空乏層である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、素子形成領域内に形成されたＰＮ接合により受光素
子を形成して成る半導体装置において、上記ＰＮ接合を
形成する一方の半導体領域の該ＰＮ接合に接する部分に
低濃度領域を有して成る半導体装置。 ２、素子形成領域内に形成されたＰＮ接合により受光素
子を形成して成る半導体装置において、上記ＰＮ接合を
形成する一方の半導体領域が表面部より深い位置に形成
されてなる半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1341964A JPH03203382A (ja) | 1989-12-29 | 1989-12-29 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1341964A JPH03203382A (ja) | 1989-12-29 | 1989-12-29 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03203382A true JPH03203382A (ja) | 1991-09-05 |
Family
ID=18350131
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1341964A Pending JPH03203382A (ja) | 1989-12-29 | 1989-12-29 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03203382A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0730143A (ja) * | 1993-07-13 | 1995-01-31 | Nec Corp | 光結合半導体装置 |
| EP0778621A3 (en) * | 1995-12-06 | 1998-08-12 | Sony Corporation | Semiconductor device comprising a photodiode and a bipolar element, and method of fabrication |
| US7009649B2 (en) * | 2000-06-06 | 2006-03-07 | Sharp Kabushiki Kaisha | Solid-state image sensor device and solid-state image sensor apparatus including same |
-
1989
- 1989-12-29 JP JP1341964A patent/JPH03203382A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0730143A (ja) * | 1993-07-13 | 1995-01-31 | Nec Corp | 光結合半導体装置 |
| EP0778621A3 (en) * | 1995-12-06 | 1998-08-12 | Sony Corporation | Semiconductor device comprising a photodiode and a bipolar element, and method of fabrication |
| US7009649B2 (en) * | 2000-06-06 | 2006-03-07 | Sharp Kabushiki Kaisha | Solid-state image sensor device and solid-state image sensor apparatus including same |
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