JPH0323668A - Manufacture of ic incorporating photodiode - Google Patents
Manufacture of ic incorporating photodiodeInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は,光伝送用として一般的に使用されているホト
ダイオードを内蔵するICの製造方法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a method of manufacturing an IC incorporating a photodiode, which is generally used for optical transmission.
〔従来の技術〕
第2図は従来のこの種ICのホトダイオードとトランジ
スタの構造の一例を示す。[Prior Art] FIG. 2 shows an example of the structure of a photodiode and a transistor of a conventional IC of this type.
図に訃いて1はPシリコン基板,22aはトランジスタ
のコレクタ抵抗を下げるためのN埋込層、22bはN埋
込層22aと同時に形成するホトダイオードのシリーズ
抵抗を下げるためのN埋込層、23は低抵抗Nエピタキ
シャル層、24はP分離拡散層、25aはNコレクタウ
オール拡散層、25bi;iN拡散層25mと同時に形
底するホトダイオードの光電流をRLb出すためのN拡
散層、26aはPベース拡散層、26bはPベース拡散
層26mと同時に形成するNエピタキシャル層23とで
ホトダイオードのPN接合を構或するP拡散屑、27は
Nエミッタ拡散層である。In the figure, 1 is a P silicon substrate, 22a is an N buried layer for lowering the collector resistance of the transistor, 22b is an N buried layer for lowering the series resistance of the photodiode formed at the same time as the N buried layer 22a, 23 24 is a low resistance N epitaxial layer, 24 is a P isolation diffusion layer, 25a is an N collector all diffusion layer, 25bi; The diffusion layer 26b is a P diffusion waste that forms a PN junction of the photodiode with the N epitaxial layer 23 formed simultaneously with the P base diffusion layer 26m, and 27 is an N emitter diffusion layer.
従来のこの種のICでは、トランジスタの動作スピード
を優先して、Pシリコン基板1に、通常、比抵抗ρ =
1〜5Ω−m、厚さt6=5〜10μm程度e
の低抵抗Nエピタキシャル層23を成長させ、このエピ
タキシャル層23にトランジスタとホトダイオードを形
成する構造を採ってきた。In conventional ICs of this type, priority is given to the operating speed of the transistor, and the specific resistance ρ =
A structure has been adopted in which a low resistance N epitaxial layer 23 of 1 to 5 Ω-m and a thickness t6 of about 5 to 10 μm e is grown, and a transistor and a photodiode are formed in this epitaxial layer 23.
一般に、この種ICでは、エピタキシャル層の比抵抗を
高め,かつ、厚さを空乏層の伸びに対して充分な厚さに
すると、感度の優れたホトダイオードが得られるが、ト
ランジスタのスピードが犠性になる。In general, in this type of IC, a photodiode with excellent sensitivity can be obtained by increasing the resistivity of the epitaxial layer and making it thick enough to accommodate the expansion of the depletion layer, but the speed of the transistor is sacrificed. become.
従来のものでは,トランジスタのスピードを優先して、
比較的に比抵抗が低く薄いエピタキシャル層構造を採b
,ホトダイオードの感度を犠性にしてきた。In the conventional method, priority is given to the speed of the transistor,
Adopts a thin epitaxial layer structure with relatively low resistivity.
, the sensitivity of the photodiode has been sacrificed.
本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、トランジ
スタのスピードを犠性にすることなく、感度の優れたホ
トダイオードが得られる製造方法を提供することを目的
とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a manufacturing method that allows a photodiode with excellent sensitivity to be obtained without sacrificing the speed of the transistor.
本発明の製造方法は、Pシリコン基板上に高抵抗Nエピ
タキシャル層を威長させ、該高抵抗Nエピタキシャル層
上に低抵抗Nエピタキシャルmt成長させ、埋込層を用
いることによう,ホトダイオードを上記高抵抗Nエピタ
キシャル層に、トランジスタを上記低抵抗Nエピタキシ
ャル層に形成する方法である。In the manufacturing method of the present invention, a high resistance N epitaxial layer is grown on a P silicon substrate, a low resistance N epitaxial layer is grown on the high resistance N epitaxial layer, and a buried layer is used. In this method, a transistor is formed in a high resistance N epitaxial layer and a transistor is formed in the low resistance N epitaxial layer.
第1図は本発明の製造方法によるICのホトダイオード
とトランジスタの構造の一例を示す。FIG. 1 shows an example of the structure of a photodiode and a transistor of an IC according to the manufacturing method of the present invention.
図にかいて1はPシリコン基板、2はPシリコン基板1
に形成した第1のN埋込層,3はPシリコン基板に形成
した第lのP埋込層、4はPシリコン基板上に成長させ
た高抵抗Nエピタキシャル層,5m,5bはそれぞれ高
抵抗Nエピタキシャル層4に形成した第2、第3のP埋
込層、6は高i抗Nエピタキシャル層4に形成した第2
のN埋込層% 7 a g 7 bはそれぞれ高抵抗N
エピタキシャル層4に形成した第3、第40N埋込層、
8は高抵抗Nエピタキシャル層4上に成長させた低抵抗
Nエピタキシャル層、9m,9bはそれぞれN拡散層、
10a,10bはそれぞれP拡散層、1lはPベース拡
散層、l2はNエミッタ拡散屑である。In the figure, 1 is a P silicon substrate, 2 is a P silicon substrate 1
3 is the first N buried layer formed on the P silicon substrate, 4 is a high resistance N epitaxial layer grown on the P silicon substrate, 5m and 5b are high resistance layers, respectively. The second and third P buried layers 6 are formed in the N epitaxial layer 4, and the second and third P buried layers 6 are formed in the high i anti-N epitaxial layer 4.
N buried layer% 7 a g 7 b are high resistance N
third and 40N buried layers formed in the epitaxial layer 4;
8 is a low resistance N epitaxial layer grown on the high resistance N epitaxial layer 4, 9m and 9b are N diffusion layers, respectively.
10a and 10b are P diffusion layers, 11 is a P base diffusion layer, and 12 is N emitter diffusion waste.
ホトダイオードは第3のP埋込層5bと高抵抗Nエピタ
キシャル層4が形成するPN接合で構威され,光電流は
第4のN埋込層7bとN拡散層9bによクて取り出され
る。このホトダイオードのシリーズ抵抗は第lのN埋込
層2によって下げられる。The photodiode is constituted by a PN junction formed by the third P buried layer 5b and the high resistance N epitaxial layer 4, and the photocurrent is taken out by the fourth N buried layer 7b and the N diffusion layer 9b. The series resistance of this photodiode is lowered by the first N buried layer 2.
トランジスタのアイランドは高抵抗Nエピタキシャル層
4から第10P埋込層3と第20P埋込層5aによって
分離され、低抵抗Nエピタキシャル層8の中では第2の
P埋込層5aとP拡散層10aによって分離される。The transistor island is separated from the high resistance N epitaxial layer 4 by the 10th P buried layer 3 and the 20th P buried layer 5a, and in the low resistance N epitaxial layer 8, the second P buried layer 5a and the P diffusion layer 10a are separated. separated by
トランジスタのコレクタ抵抗は第20N埋込層6によっ
て下げられる。The collector resistance of the transistor is lowered by the 20N buried layer 6.
第1l第2のN埋込層2、6の拡散にはAs,Sbのよ
うな不純物,第3、第40N埋込層7a,7bの拡散に
はP,第1,第2,第3のP埋込層3、5a ,5bの
拡散にはBを用いる。Impurities such as As and Sb are used to diffuse the 1l second N buried layers 2 and 6, and P, first, second, and third impurities are used to diffuse the third and 40th N buried layers 7a and 7b. B is used for diffusion into the P buried layers 3, 5a, and 5b.
本構造で、低抵抗Nエピタキシャル層8をトランジスタ
の性能に合った条件(厚さ5μm,比抵抗lΩ−3)に
、高抵抗Nエピタキシャル層4をホトダイオードの感度
特性に合った条件(厚さ15μm、比抵抗l5Ω−の)
にすることにより、トランジスタのスピードを犠性にす
ることなく、感度の優れたホトダイオードを得ることが
できる。In this structure, the low-resistance N epitaxial layer 8 is placed under conditions that suit the performance of the transistor (thickness: 5 μm, specific resistance: 1Ω-3), and the high-resistance N epitaxial layer 4 is placed under conditions that match the sensitivity characteristics of the photodiode (thickness: 15 μm). , specific resistance l5Ω-)
By doing so, a photodiode with excellent sensitivity can be obtained without sacrificing the speed of the transistor.
ホトダイオードのPN接合部は従来構造のものよシ深〈
なるが,通常、発光ダイオードに用いられるのは赤外線
発光のものであるため、実用上弊害はない。The PN junction of the photodiode is deeper than that of the conventional structure.
However, since the light emitting diodes used usually emit infrared light, there is no problem in practical use.
以下、本発明の製造方法について第1色によう説明する
。Hereinafter, the manufacturing method of the present invention will be explained based on the first color.
Pシリコン基板lに第10N埋込鳩2を形成し,第lの
P埋込層3を形成する。A 10N-th buried dove 2 is formed on a P silicon substrate 1, and a 1-th P buried layer 3 is formed.
次に、Pシリコン基板l上に高抵抗Nエピタキシャル層
4を成長させ、高抵抗Nエピタキシャル層4にトランジ
スタアイランドを分離するための第2のP埋込層5aと
高抵抗Nエピタキシャル層4とPN接合してホトダイオ
ードを榊成する第3のP埋込層を形成、トランジスタの
コレクタ抵抗を下げるための第20N埋込層6を形成、
さらに、トランジスタのコレクタウオールとなる第3の
N埋込層7aとホトダイオードの光電流を取り出すため
の第4のN埋込層7bを形成する。Next, a high-resistance N epitaxial layer 4 is grown on the P silicon substrate 1, and a second P buried layer 5a and a high-resistance N epitaxial layer 4 and PN are grown on the high-resistance N epitaxial layer 4 to separate transistor islands. A third P buried layer is formed to bond to form a photodiode, and a 20N buried layer 6 is formed to lower the collector resistance of the transistor.
Furthermore, a third N buried layer 7a serving as the collector of the transistor and a fourth N buried layer 7b for taking out the photocurrent of the photodiode are formed.
上記埋込層の拡散工程の終った高抵抗Nエピタキシャル
層4上に低抵抗Nエピタキシャル層8を成長させ、低抵
抗Nエピタキシャル層8にN拡散層9a,9bを形成し
、P拡散N41 0 a , 1 0 bを形成する。A low-resistance N-epitaxial layer 8 is grown on the high-resistance N-epitaxial layer 4 after the above-described buried layer diffusion step, and N-diffused layers 9a and 9b are formed in the low-resistance N-epitaxial layer 8. , 10b.
そして、トランジスタアイランドにPベース拡散層1l
を形成し、Pベース拡散層11にNエミッタ拡散層12
を形成する。Then, a P base diffusion layer 1l is placed on the transistor island.
, and an N emitter diffusion layer 12 is formed on the P base diffusion layer 11.
form.
以上説明したように、本発明によれば、トランジスタの
スピード特性を犠性にすることなく、ホトダイオードの
感度の優れたICが得られる。As described above, according to the present invention, an IC with excellent photodiode sensitivity can be obtained without sacrificing the speed characteristics of the transistor.
第1図は本発明の製造方法によるICのホトダイオード
とトランジスタの構造の一例を示す説明図、第2図は従
来のこの種ICのホトダイ′オードとトランジスタの構
造の一例を示す説明図である。
1・・・Pシリコン基板、2・・・第10N埋込層,3
−$lf)PMJ.込層、4・・・高抵抗Nエピタキシ
ャル層、5a・・・第2のP埋込層、5b・・・第30
P埋込層、6・・・第20N埋込層、7 m =−第3
のN埋込層、7b・・・第40N埋込層、8・・・低抵
抗Nエピタキシャル層、9 a # 9 b ”・N拡
散層、10a,tob・・・P拡散層、11・・・Pベ
ース拡散層、l2・・・Nエミッタ拡散層
なお図中同一符号は同−1たは相当するものを示す。FIG. 1 is an explanatory diagram showing an example of the structure of a photodiode and a transistor of an IC according to the manufacturing method of the present invention, and FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of the structure of a photodiode and a transistor of a conventional IC of this type. 1... P silicon substrate, 2... 10th N buried layer, 3
-$lf) PMJ. buried layer, 4... high resistance N epitaxial layer, 5a... second P buried layer, 5b... 30th
P buried layer, 6... 20th N buried layer, 7 m = -3rd
N buried layer, 7b...40th N buried layer, 8...Low resistance N epitaxial layer, 9a # 9b'' N diffusion layer, 10a, tob...P diffusion layer, 11... - P base diffusion layer, l2...N emitter diffusion layer Note that the same reference numerals in the drawings indicate the same -1 or equivalent ones.
Claims (1)
せ、該高抵抗Nエピタキシャル層上に低抵抗Nエピタキ
シャル層を成長させ、上記高抵抗Nエピタキシャル層に
ホトダイオードを形成し、上記低抵抗Nエピタキシャル
層にトランジスタを形成するホトダイオードを内蔵する
ICの製造方法で、 Pシリコン基板に該基板上に高抵抗Nエピタキシャル層
を成長させて形成するホトダイオードのシリーズ抵抗を
下げるための第1のN埋込層を形成する工程と、 上記Pシリコン基板に該基板上に成長させる高抵抗Nエ
ピタキシャル層から該高抵抗Nエピタキシャル層上に成
長させる低抵抗Nエピタキシャル層のトランジスタ領域
を分離するための第1のP埋込層を形成する工程と、 上記第1のN埋込層とP埋込層を形成したPシリコン基
板上に高抵抗Nエピタキシャル層を成長させる工程と、 上記高抵抗Nエピタキシャル層に該高抵抗Nエピタキシ
ャル層上に成長させる低抵抗Nエピタキシャル層のトラ
ンジスタアイランドを分離するための第2のP埋込層と
該高抵抗Nエピタキシャル層と接合してホトダイオード
のPN接合を形成する第3のP埋込層を形成する工程と
、 上記高抵抗Nエピタキシャル層に該高抵抗Nエピタキシ
ャル層上に成長させる低抵抗Nエピタキシャル層に形成
するトランジスタのコレクタ抵抗を下げるための第2の
N埋込層を形成する工程と、上記高抵抗Nエピタキシャ
ル層に上記トランジスタのコレクタウォールを形成する
ための第3のN埋込層と該高抵抗Nエピタキシャル層と
上記第3のP埋込層が構成するホトダイオードの光電流
を取り出すための第4のN埋込層を形成する工程と、 上記第2、第3のP埋込層と第2、第3、第4のN埋込
層を形成した高抵抗Nエピタキシャル層上に低抵抗Nエ
ピタキシャル層を成長させる工程と、 上記低抵抗Nエピタキシャル層に上記第3のN埋込層に
接続しトランジスタのコレクタウォールを形成するN拡
散層と上記第4のN埋込層に接続しホトダイオードの光
電流を取り出すためのN拡散層を形成する工程と、 上記低抵抗Nエピタキシャル層に上記第2のP埋込層に
接続し該低抵抗Nエピタキシャル層のトランジスタアイ
ランドを分離するP拡散層と上記第3のP埋込層に接続
するP拡散層を形成する工程と、 上記低抵抗Nエピタキシャル層のトランジスタアイラン
ドにベース拡散層と該ベース拡散層にエミッタ拡散層を
形成する工程とを備えたホトダイオードを内蔵するIC
の製造方法。[Claims] A high resistance N epitaxial layer is grown on a P silicon substrate, a low resistance N epitaxial layer is grown on the high resistance N epitaxial layer, a photodiode is formed in the high resistance N epitaxial layer, and a photodiode is formed on the high resistance N epitaxial layer. A method for manufacturing an IC incorporating a photodiode forming a transistor in a low-resistance N epitaxial layer, the first step is to reduce the series resistance of the photodiode formed by growing a high-resistance N epitaxial layer on a P silicon substrate. a step of forming an N buried layer on the P silicon substrate, and separating a transistor region of a low resistance N epitaxial layer grown on the high resistance N epitaxial layer from a high resistance N epitaxial layer grown on the substrate a step of forming a first P-buried layer; a step of growing a high-resistance N-epitaxial layer on the P-silicon substrate on which the first N-buried layer and the P-buried layer are formed; A second P buried layer for separating transistor islands of a low resistance N epitaxial layer grown on the high resistance N epitaxial layer is bonded to the high resistance N epitaxial layer to form a PN junction of a photodiode. a step of forming a third P buried layer, and a second N buried layer in the high resistance N epitaxial layer to lower the collector resistance of the transistor formed in the low resistance N epitaxial layer grown on the high resistance N epitaxial layer. a step of forming a buried layer, a third N buried layer for forming a collector wall of the transistor in the high resistance N epitaxial layer, the high resistance N epitaxial layer and the third P buried layer; a step of forming a fourth N buried layer for taking out the photocurrent of the photodiode, and forming the second and third P buried layers and the second, third and fourth N buried layers; a step of growing a low-resistance N epitaxial layer on the high-resistance N epitaxial layer; forming an N diffusion layer connected to the second N buried layer of No. 4 to take out the photocurrent of the photodiode; a step of forming a P diffusion layer that separates the transistor island of the transistor island and a P diffusion layer that connects to the third P buried layer; a base diffusion layer in the transistor island of the low resistance N epitaxial layer and an emitter in the base diffusion layer; IC with a built-in photodiode and a step of forming a diffusion layer
manufacturing method.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1156816A JPH0323668A (en) | 1989-06-21 | 1989-06-21 | Manufacture of ic incorporating photodiode |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1156816A JPH0323668A (en) | 1989-06-21 | 1989-06-21 | Manufacture of ic incorporating photodiode |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0323668A true JPH0323668A (en) | 1991-01-31 |
Family
ID=15635964
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1156816A Pending JPH0323668A (en) | 1989-06-21 | 1989-06-21 | Manufacture of ic incorporating photodiode |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0323668A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5372516A (en) * | 1991-11-29 | 1994-12-13 | Yazaki Corporation | Waterproof connector |
-
1989
- 1989-06-21 JP JP1156816A patent/JPH0323668A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5372516A (en) * | 1991-11-29 | 1994-12-13 | Yazaki Corporation | Waterproof connector |
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