JPH0467789B2

JPH0467789B2 -

Info

Publication number: JPH0467789B2
Application number: JP59273415A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Umeji
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1984-12-26
Filing date: 1984-12-26
Publication date: 1992-10-29
Also published as: US4831430A; JPS61154063A

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の技術分野〕本発明は半導体受光素子とバイポーラトランジ
スタ等の周辺回路素子とを同一チツプ内に集積し
た光半導体装置に関し、特に受光素子の感度およ
び応答性を向上させるための構造とその製造方法
に係る。

〔発明の技術的背景〕

半導体受光素子は光通信における受信回路とし
ての重要な用途を有しているが、従来用いられて
い受信回路は別々のチツプからなる受光素子およ
びと周辺回路を用い、これをパツケージ内にアセ
ンブリーして構成されている。第２図Ａは従来用
いられている半導体受光素子１０の断面図であり
同図Ｂは周辺回路素子２０の断面図、同図Ｃはこ
れらをパツケージ内にアセンブリーした状態を示
す平面図である。

第２図Ａにおいて、１１はN⁺型シリコン基板
（不純物濃度は略10₁₉／cm³）、１２はN^-型エピタ
キシヤルシリコン層（不純物濃度は略10₁₂〜
10₁₄／cm³）、１３はN⁺型拡散層、１４はP⁺型不純
物領域、１５はシリコン酸化膜、１６，１７はア
ルミニウム電極である。この受光素子１０におい
てはP⁺型不純物領域１４とN^-型エピタキシヤル
層１２との接合が活性で、該接合領域に光が入射
すると電極１６，１７間に電流が流れることにな
る。

第２図Ｂにおいて、２１はＰ型シリコン基板
（不純物濃度は略10₁₄〜10₁₆／cm³）、２２はＮ型エ
ピタキシヤルシリコン層（不純物濃度は略〜５×
10₁₅／cm³）、２３はP⁺型アイソレーシヨン拡散層、
２４はN⁺型埋込領域、２５はＰ型ベース領域、
２６はN⁺型エミツタ領域、２７は抵抗素子とし
てのP⁺型不純物領域、２８はシリコン酸化膜、
２９₁／２９₃はアルミニウム電極である。このよ
うに、周辺回路素子２０にはNPNトランジスタ
及び抵抗等の必要な素子が含まれている。

上記の半導体受光素子１０および周辺回路素子
２０は、第２図Ｃに示すようにリードフレーム３
１上でアセンブリーされ、外囲器３０内にパツケ
ージングされる。図示のように、受光素子１０と
周辺素子２０とはボンデイングワイヤ３２及びリ
ードフレームを介して接続されており、受光素子
１０で発生した光電流は周辺回路素子２０内の
NPNトランジタで増幅され、出力信号として取
出されるようになつている。

上記のように、従来の光通信用受信回路は一般
にはハイブリツド装置として構成されているが、
通常のIC技術により一チツプで構成することも
可能で、実際に第３図、第４図Ａ〜Ｃに示すもの
が知られている。

第３図について説明すると、この場合には第２
図Ｂの周辺回路素子における一素子領域内に第２
図Ａの受光素子をプレーナ構造で形成した形にな
つている。従つて、図中第２図Ａ，Ｂと同じ部分
には同一の参照番号を付して示してある。即ち、
２１はＰ型シリコン基板、２２はＮ型エピタキシ
ヤルシリコン層、２３は、P⁺型アイソレーシヨ
ンカクサン層、２４はN⁺型埋込領域、２５はＰ
型ベース領域、２６はN⁺エミツタ領域、２８は
シリコン酸化膜、２９₁，２９₂はアルミニウム電
極である。なお、周辺回路素子部分としては
NPNトランジスタの一部のみが示されており、
その左側は受光素子部分である。即ち、１４は
P⁺型不純物領域で、Ｎ型エピタキシヤル層２２
との間に受光素子としての活性なPN接合を形成
している。この受光素子部分は周辺回路と同一チ
ツプ内に集積するためにプレーナ構造にされてい
るため、第２図Ａの場合と異なり、Ｎ型エピタキ
シヤル層２２の表面にN⁺型コンタクト領域１
１′を形成し、該領域からＮ型エピタキシヤル層
２２の電極１７′を取出している。また、Ｎ型エ
ピタキシヤル層２２の不純物濃度が第２図Ａのエ
ピタキシヤル層１２よりも高いことからP⁺型不
純物領域との接合耐圧が低くならざるを得ないた
め、深いP⁺型ガードリング領域１８を設けて耐
圧向上を図つている。

上記第３図の光半導体装置において図中矢印で
示すように受光素子部分に光が入射すると、生じ
た光電流は電極配線１６，２９₂を通つてNPNト
ランジスタのＰ型ベース領域２５に入力され、増
幅された出力電流として取出されることになる。

次に第４図Ａについて説明すると、この場合は
受光素子部分の構成が第３図の場合とは異なつて
いる。即ち、アイソレーシヨン拡散層２３で囲ま
れた受光素子用のＮ型エピタキシヤル層領域２２
内にP⁺型不純物領域は形成されておらず、N⁺型
のコンタクト領域１１′が形成されているのみで
ある。また、受光素子部分にはN⁺型埋込領域２
４も形成されていない。他方、第３図でP⁺型ガ
ードリング領域１８にオーミツクコンタクトして
設けられていた電極１６が、この場合にはP⁺ア
イソレーシヨン拡散層２３にコンタクトして形成
されている。その他の周辺回路素子部分は第３図
の場合と同じである。なお、第４図Ｂは受光素子
部分の濃度プロフアイルを示す図であり、第４図
Ｃは同図Ａの等価回路図である。

上記の構成から理解されるように、第４図Ａの
光半導体装置における受光素子部分は、Ｎ型エピ
タキシヤル層領域２２とＰ型基板２１との間の接
合が受光素子として活性なPN接合を構成し、し
かも空乏層は図中一点鎖線で示すようにＰ型基板
２１側に形成される。そして、この接合部分で発
生した光電流はP⁺型アイソレーシヨン拡散層２
３を通つて電極１６に取出され、電極配線２９₂
を介してNPNトランジスタのベース領域２５に
導入されることにより増幅される。

〔背景技術の問題点〕

上記従来の光受信回路はには夫々次のような問
題があつた。

まず、第２図Ａ，Ｂ，Ｃに示したハイブリツド
構成による受信装置は、当然のことながら製造コ
ストが高くなるという問題がある。また、受光素
子１０から取出される出力電流は本来せいぜい数
百nA程度と非常に小さい上、受光素子１０と周
辺回路素子２０とを接続する配線部分、即ちボン
デイングワイヤ３２及びリードフレーム３１がア
ンテナとなるためノイズに弱く、高周波になる程
この傾向が強くなるという問題がある。

これに対し、集積回路構成とした第３図および
第４図Ａの受信装置では上記ハイブリツド構成に
おける問題は解消されているが、周辺回路素子用
の半導体基板およびエピタキシヤル層を使用して
受光素子を形成しなければならないことから、
夫々のような問題が存在する。

第３図における受光素子の感度は空乏層が形成
されるＮ型エピタキシヤル層２２の厚さに依存
し、感度を上げるにはその厚さを大きくする必要
がある。即ち、例えば波長（λ）がλ＝800nmの
光の場合、エピタキシヤルシリコン層２２の厚さ
をt_VGとすると、そのエピタキシヤル層中での吸
収率（Io／Ｉ）は次式で与えられる。

Io／Ｉ×100＝１−exp（−α・t_VG）但し、Io；吸収光量Ｉ；入射光量 α；吸収係数例えば、Ｎ型エピタキシヤルシリコン層２２の
厚さ（t_VG）が5μmであるとすると、λ＝800nm
の光の吸収係数（α）はα＝9.3×10²／cmである
から、λ＝800nmの光のエピタキシヤル層２２で
の吸収率（Io／Ｉ）を上式で計算すると、Io／Ｉ
＝37％にしかならない。そこで、t_VGを大きくし
て受光感度を上げようとしても、NPNトランジ
スタにおけるエピタキシヤル層２２の厚さは一般
に３〜10μmで、これ以上厚くすることはできな
い。もしそれよりも厚くすると、例えばNPNト
ランジスタのV_CE（飽和時）が増大したり、また
コレクタ抵抗が増大して応答特性が劣化する等、
周辺回路の特性を損うといつた別の問題が生じ
る。

これに対し、第４図Ａの構造では空乏層がＰ型
基板２１側に形成されることから厚いＰ型基板２
１をキヤリヤ発生領域として利用できるため、受
光素子の感度を向上させることができる。しか
し、この場合にも応答性の点で次のような問題が
ある。

光フアイバー通信のように速い応答性が要求さ
れる場合、受光素子の容量は極力低いことが望ま
しいため、第４図ＡにおけるＰ型基板２１は、不
純物濃度が〜10¹⁴／cm³程度と一般の集積回路の場
合（10¹⁴〜10¹⁶／cm³）よりも低濃度のものが使用
される。この場合にＰ型基板２１側に形成される
空乏層の幅W₁を、V_CC＝5Vとして次式により計
算すると、W₁＝4μmとなり、この空乏層領域で
主にキヤリヤが発生することになる。

但し、Ｋ；真空誘電率 ε_O；Siの比誘電率 φ_T；接合にかかる電圧 N_A；アクセプタ不純物濃度 N_D；ドナー不純物濃度しかし、Ｎ型エピタキシヤル層２２およびＰ型
基板２１の空乏層よりも深い領域でも光の入射光
の吸収でキヤリヤが発生し、これら空乏層以外の
領域で発生したキヤリヤは電界による加速をうけ
ず拡散によつて接合部分に達し、遅延して光電流
となるから、受光素子の応答性に影響することに
なる。

上記拡散電流による影響を検討すると、まずＮ
型エピタキシヤル層２２内で発生したホールが接
合領域に達するまでの走行時間（T₁）は、その
拡散定数Dp（Dp＝13cm³／sec）から、t_VG＝5μmの
場合、T₁＝２×10¹⁸となる。他方、λ＝800nmの
入射光がSi内部で90％吸収される深さ（d₁）既述
の吸収率算出式を用いて計算すると、d₁＝25μm
となる。電子の拡散定数Dn（Dn＝40cm³／secか
ら、深さd₁のＰ型基板領域で発生した電子が接合
部分に達するまでの走行時間（T₂）は、T₂＝６
×10^-8となる。この結果、第４図Ａの光受信回路
では、主にＰ型基板２２の空乏層よりも深い領域
で発生したキヤリヤの拡散電流により応答性が劣
化するという問題がある。

〔発明の目的〕

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、受
光素子と周辺回路素子とを同一チツプ内に集積し
てコストダウン及び性能向上を図ると共に、周辺
回路素子の特性を損うことなく受光素子の感度お
よび応答性を向上することを目的とするものであ
る。

〔発明の概要〕

本発明による光半導体装置は、第一導電型半導
体基板と、該半導体基板上にこの基板表面から離
れるに従つて徐々に不純物濃度が低くなる濃度勾
配で形成された第一導電型半導体層と、該第一導
電型半導体層上に形成された第二導電型半導体層
と、該第二導電型半導体層の受光素子形成部にお
いてその表面から前記第一導電型半導体層に達し
て選択的に形成された第一導電型高濃度拡散層
と、該第一導電型高濃度拡散層表面にオーミツク
コンタクトして形成された電極および前記受光素
子形成部の第二導電型半導体層表面にオーミツク
コンタクトして形成された電極と、前記第二導電
型半導体層の他の領域に形成されたトランジスタ
等の周辺回路素子と、前記両電極を介して逆バイ
アスを印加された前記第一導電型半導体層および
前記第二導電型半導体層間の接合領域への光入射
により発生した光電流を、前記電極から前記周辺
回路素子へ導く配線層とを具備したことを特徴と
するものである。

上記本発明による光半導体装置は基本的には第
４図Ａの構造の改良に係り、前記濃度勾配を有す
る第一導電型半導体半導体層を設けたことを要点
とすものである。また、この濃度勾配をもつた第
一導電型半導体層のうち、前記第二導電型半導体
層に接する側の所定厚さに亙る部分は、濃度勾配
をもたない低濃度層とするのが望ましい。

一方、本発明による光半導体装置の製造方法
は、上記半導体装置における濃度勾配をもつた第
一導電型半導体層を形成する手段に係り、第一導
電型半導体基板上に低不純物濃度で第二導電型半
導体層をエピタキシヤル成長させる工程と、該第
一導電型半導体層上に第二導電型半導体層をエピ
タキシヤル成長させる工程と、該第二導電型半導
体層の受光素子形成部においてその表面から選択
的に前記第一導電型半導体層に達する第一導電型
高濃度拡散層を形成する工程と、前記第二導電型
半導体層の他の領域にトランジスタ等の周辺回路
素子を形成する工程と、各種の不純物領域が形成
された前記第二導電型半導体層表面に絶縁膜を形
成すると共に、該絶縁膜上にコンタクトホールを
介して各種領域にオーミツクコンタクトした必要
な電極を形成する工程とを具備し、前記第一導電
型半導体層に前記半導体基板表面から離れるに従
つて徐々に不純物濃度が低くなる濃度勾配を与え
るため、そのエピタキシヤル成長工程の条件その
他全工程における熱処理工程の条件を制御し、ま
た必要に応じて特別の熱処理工程を付加すること
により前記第一導電型半導体基板から前記第一導
電型半導体層への不純物のオートドープを制御す
ることを特徴とするものである。

〔発明の実施例〕

第１図Ａは本発明の光半導体装置を光フアイバ
ー通信用の受信回路に適用した一実施例を示す断
面図である。同図において、４１はP⁺型シリコ
ン基板（不純物濃度は略10¹⁹／cm³）である。該P⁺
型基板上には膜厚20μmのＰ型エピタキシヤルシ
リコン層４２が形成されている。このエピタキシ
ヤル層４２のうち、基板側の層４２₁はエピタキ
シヤル成長時に基板４１から不純物が上方拡散さ
れたオートドープ層で、その上のエピタキシヤル
層４２₂はオートドープされていないP^-型エピタ
キシヤル層（不純物濃度は略10¹⁴／cm³）である。
オートドープ層４２₁の厚さは15μmで且つ濃度勾
配を有しており、この範囲では上にいく程不純物
濃度が低くなつている。このＰ型エピタキシヤル
シリコン層４２の上には、膜厚5μmのＮ型エピタ
キシヤルシリコン層（不純物濃度は略５×10¹⁵／
cm³）４３が形成されている。該Ｎ型エピタキシヤ
ル層４３の表面からは選択的にP⁺型のアイソレ
ーシヨン拡散層４４が形成され、該アイソレーシ
ヨン拡散層で囲まれたＮ型エピタキシヤル層領域
が周囲から分離されている。こうして分離された
Ｎ型エピタキシヤル層領域の内の一つは受光素子
を構成するもので、P^-型エピタキシヤル層４２₂
との間のPN接合が受光素子としての活性領域を
形成している。この受光素子を構成するＮ型エピ
タキシヤル層領域には電極取出し用のN⁺型コン
タクト領域４５が形成されている。また、受光素
子を構成するP^-型エピタキシヤル層４２₂に対し
ては、P⁺型アイソレーシヨン拡散層４４が電極
取出し領域を兼ねている。他方、アイソレーシヨ
ン拡散層４４で囲まれた他のＮ型エピタキシヤル
層領域にはトランジスタ及び抵抗等の周辺回路素
子が形成される。その一つとして、図ではNPN
トランジスタの一部が示されている。即ち、４６
はコレクタ抵抗を下げるためのN⁺型埋込領域、
４７はＰ型ベース領域、４８はN⁺エミツタ領域
である。そして、エピタキシヤル層４３の表面は
シリコン酸化膜４９で覆われ、該酸化膜上にはコ
ンタクトホールを介して各種領域にオーミツクコ
ンタクトしたアルミニウムの電極配線層５０₁，
５０₂，５０₃…が形成されている。電極配線５０
_１はN⁺型コンタクト領域４５に接続されている。
電極配線５０₂はP⁺型領域４４およびＰ型ベース
領域４７に接続されている。また、電極配線５０
_３はN⁺型エミツタ領域４８に接続されている。

上記実施例の光半導体装置を第４図Ａの従来例
と比較すると、Ｐ型シリコン基板４１の不純物濃
度が高いこと及びＰ型エピタキシヤル層４２が存
在する点でのみ異なり、その他の構成は両者同じ
であることが分る。この相違点は、第１図Ａの受
光素子部分の不純物濃度プロフアイルを示した同
図Ｂと第４図Ｂの濃度プロフアイルとを比較すれ
ばより明らかとなる。即ち、上記実施例の特徴は
この濃度プロフアイル、特にＰ型エピタキシヤル
シリコン層４２₁，４２₂の濃度プロフアイルにあ
るということができる。P⁺型基板４１を用いた
のは、オートドープによつてＰ型エピタキシヤル
層４２に上記の濃度プロフアイルを与えるための
手段である。

なお、上記Ｐ型エピタキシヤル層におけるオー
トドープ層４２₁の厚さ及び濃度勾配は、エピタ
キシヤル工程の条件の他、熱酸化工程等、全プロ
セス中の熱処理工程を制御してオートドープをコ
ントロールすることで精密に制御することが可能
である。

次に、上記実施例になる光半導体装置の作用を
説明する。

まず、受光素子部分を5vの逆バイアスで動作
させるとすると、第１図Ａ中に一点鎖線で示した
空乏層の幅W₂は4μmであり、空乏層幅はP^-型領
域４２₂の内部で十分に賄える。従つて、キヤパ
シテイを低減して応答速度を速める上で必要な条
件が満されていることになる。また、第４図Ａの
場合と同じ理由から良好な感度を得ることができ
る。

一方、上記実施例の受光素子部分にλ＝800nm
の光が入射した場合、Ｎ型エピタキシヤル層４３
及びＰ型エピタキシヤル層４２（膜厚は両者の合
計で25μm）での吸収率は約90％で、殆ど大部分
の光がこの両エピタキシヤル層４２，４３で吸収
されることになる。ここで吸収されなかつた光は
P⁺型基板４１中で吸収されてキヤリヤを発生す
るが、基板４１の不純物濃度が著しく高いことか
ら基板４１中でのキヤリヤの寿命は極めて短い。
従つてその全てが速やかに消滅し、受光素子の応
答性には影響しないと考えて差支えない。この結
果、上記実施例の場合に受光素子の応答性を遅
延、劣化させる要因としてはＰ型エピタキシヤル
層４２のうちのオートドープ層４２₁で発生した
キヤリヤ（電子）だけを考慮すればよい。そし
て、オートドープ層４２₂は第１図Ｂに示したよ
うな濃度勾配を有しているため、外部から電界を
加えなくとも、内部ポテンシヤル勾配によりP⁺
型基板４１から接合領域に向う電界が形成されて
いる。従つて、オートドープ層領域で発生したキ
ヤリヤはこの内部電界により加速されて迅速に接
合領域に流れ込むことになり、その走行時間が短
縮されるから、第４図Ａの場合に比較して受光素
子の応答性を大幅に改善することができる。

最後に、上記実施例になる光半導体装置につい
て行なつた応答性試験の結果を説明する。

試験には、第１図Ａ，Ｂの構造を有する光フア
イバー通信用の受信回路チツプ４０（受光径
300μm）を第１図Ｃに示すようにアセンブリーし
て外囲器５１内にパツケージングしたものを用い
た。図中５２…はリードフレーム、５２…はボン
デイングワイヤである。そして、第５図に示した
ようにLED光源から矩形の光信号を第１図Ｃの
受信装置に入射し、受信装置の出力信号Voutの
波形から応答性を評価した。なお、比較例とし
て、第４図Ａの従来例による受信回路装置につい
ても同様にして応答性を試験した。

第６図は上記の比較試験結果を示し、同図Ａは
入射光の信号波形、同図Ｂは比較例における出力
信号波形、同図Ｃは実施例における出力信号波形
である。図から明らかなように、比較例では信号
の立上りから一定レベルに達するまでに30nsecの
遅延を生じたのに対し、実施例の場合の遅延時間
は10nsecと比較例の場合の1/3に短縮された。こ
の結果から、上記実施例の光受信回路装置では受
光素子の応答性が顕著に改善されていることが分
る。

なお、上記実施例においてＰ型エピタキシヤル
層４２の全部をオートドープ層とし、その全膜厚
に亙つて濃度勾配をもたせてもよい。この場合に
も、受光素子の応答性改善という本発明の主要な
目的を達成することができる。

また、周辺回路素子としてバイポーラトランジ
スタを用いず、MOSトランジスタ及び拡散抵抗
等だけで周辺回路を達成する場合には、素子分離
のためのアイソレーシヨン拡散層４４は不要であ
る。この場合には、受光素子を構成するP^-型エ
ピタキシヤル層の電極取出しのためにのみ、P⁺
型コンタクト領域を形成すればよい。

次に、本発明の他の実施例を第７図に示す。こ
の実施例では、同図Ａに示すように周辺回路素子
用のトランジスタとしてPNPタイプのものが用
いられている。該PNPトランジスタ部分以外は
第１図に示した実施例と略同一であるので、図中
同一部分については同一番号を付してその説明を
省略する。そこで特徴的な部分について説明する
と、PNPトランジスタはN⁺型埋込領域４６上に
形成されたＰ型コレクタ領域６１と、この周縁か
ら上表面に伸びるP⁺型コレクタ引出し領域６２
と、コレクタ領域６１上にあつて引出し領域６２
に囲まれたＮ型エピタキシヤルベース領域４３
と、このベース領域４３の一部表面に形成された
P⁺型エミツタ領域６３と、上記引出し領域６２、
ベース領域４３およびエミツタ領域６３に夫々接
続されたコレクタ電極５０₄、ベース電極５０₁′
およびエミツタ電極５０₃′とを有する。上記Ｐ型
コレクタ領域６１は、N⁺型埋込領域４６の不純
物拡散に加え、その表面に予めボロンのようなＰ
型不純物をドーブさせておき、Ｎ型エピタキシヤ
ル層４３を形成する際またはその後に上方拡散さ
せることによつて簡単に形成される。そして、受
光素子側においては、P⁺型アイソレーシヨン拡
散層を兼ねたアノード電極５０₂′が接続され、こ
の電位は通常接地電位にされる。また、この場合
には前記PNPトランジスタのベース電極５０₁′
が、カソード側のN⁺型のコンタクト領域４５に
接続して形成されている。なお、前記PNPトラ
ンジスタのコレクタ電極５０₄は接地電位に接続
され、エミツタ電極５０₃′は電源電位（Vcc）に
接続される。従つて、第７図Ａの構造に対する等
価回路は同図Ｂのように示すことができる。

上記第７図の実施例も基本的には第１図の実施
例と同等の作用効果を奏する。但し、電気回路接
続的には、第１図の実施例では受光ダイオードの
アノード側がNPNトランジスタのベースに接続
されるのに対し、第７図の実施例では受光ダイオ
ードのカソードがPNPPトランジスタのベースに
接続される点で異なつている。この結果、第７図
の実施例によれば、基板バイアスを接地電位で使
用するのにより適しているという効果が得られる
ことになる。

〔発明の効果〕

以上詳述したように、本発明によれば受光素子
と周辺回路素子とを同一チツプ内に集積してコス
トダウン及び性能向上を図ると共に、周辺回路素
子の特性を損うことなく受光素子の感度および応
答性を向上できる光半導体装置と、その簡易な製
造方法を提供できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａは本発明の一実施例になる光受信回路
の構造を示す断面図であり、同図Ｂはその受光素
子部分の不純物濃度プロフアイルを示す線図、第
１図Ｃは同図Ａ，Ｂの半導体回路チツプをパツケ
ージ内にアセンブリーした状態を示す平面図、第
２図Ａはハイブリツド構成による従来の光受信装
置に用いられている受光素子を示す断面図であ
り、同図Ｂは周辺回路素子の断面図、第２図Ｃは
同図Ａおよび同図Ｂの素子をパツケージ内にアセ
ンブリーしたハイブリツド構成による従来の光受
信装置を示す平面図、第３図は受光素子と周辺回
路素子とを同一チツプ内に集積化した従来の光半
導体装置を示す断面図、第４図Ａは受光素子と周
辺回路素子とを同一チツプ内に集積した従来の光
半導体装置の他の例を示す断面図であり、同図Ｂ
はその受光素子部分の濃度プロフアイルを示す線
図、第４図Ｃは同図Ａの等価回路図、第５図は第
１図Ａ〜Ｃの実施例になる受信回路装置の応答特
性を評価するために行なつた比較試験の方法を示
す説明図であり、第６図Ａ〜Ｃはその結果を示す
線図、第７図Ａは本発明の他の実施例を示す断面
図であり、同図Ｂはその等価回路図である。４０……半導体チツプ、４１……P⁺型シリコ
ン基板、４２……Ｐ型エピタキシヤルシリコン
層、４２₁……オートドープ層、４２₂……P^-エピ
タキシヤル層、４３……Ｎ型エピタキシヤルシリ
コン層、４４……P⁺型アイソレーシヨン拡散層、
４５……N⁺型コンタクト領域、４６……N⁺型埋
込領域、４７……Ｐ型ベース領域、４８……N⁺
型エミツタ領域、４９……シリコン酸化膜、５０
_１〜５０₄，５０₁′〜５０₃′……電極配線層、５１
……外囲器、５２……リードフレーム、６１……
Ｐ型コレクタ領域、６２……P⁺コレクタ引出し
領域、６３……P⁺型エミツタ領域。

Claims

【特許請求の範囲】１第一導電型半導体基板と、該半導体基板上に
この基板表面から離れるに従つて徐々に不純物濃
度が低くなる濃度勾配で形成された第一導電型半
導体層と、該第一導電型半導体層上に形成された
第二導電型半導体層と、該第二導電型半導体層の
フオトダイオードからなる受光素子形成部におい
てその表面から前記第一導電型半導体層に達して
選択的に形成された第一導電型高濃度拡散層と、
該第一導電型高濃度拡散層表面にオーミツクコン
タクトして形成された電極および前記受光素子形
成部の第二導電型半導体層表面にオーミツクコン
タクトして形成された電極と、前記第二導電型半
導体層の他の領域に形成されたバイポーラトラン
ジスタを含む周辺回路素子と、前記両電極を介し
て逆バイアスを印加された前記第一導電型半導体
層および前記第二導電型半導体層間の接合領域へ
の光入射により発生した光電流を、前記電極から
前記周辺回路素子へ導く配線層とを具備したこと
を特徴とする光半導体装置。２前記第一導電型半導体層のうち、前記第二導
電型半導体層に接する側の所定厚さに亙る部分は
濃度勾配をもたない低濃度層としたことを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の光半導体装置。３前記第二導電型半導体層の受光素子形成部に
おいて、その表面から前記第一導電型半導体層に
達して選択的に形成された第一導電型高濃度拡散
層が、素子分離用のアイソレーシヨン拡散層を構
成していることを特徴とする特許請求の範囲第１
項または第２項記載の光半導体装置。４比較的高不純物濃度の第一導電型半導体基板
上に低不純物濃度で第二導電型半導体層をエピタ
キシヤル成長させる工程と、該第一導電型半導体
層上に第二導電型半導体層をエピタキシヤル成長
させる工程と、該第二導電型半導体層の受光素子
形成部においてその表面から選択的に前記第一導
電型半導体層に達する第一導電型高濃度拡散層を
形成する工程と、前記第二導電型半導体層の他の
領域にトランジスタ等の周辺回路素子を形成する
工程と、各種の不純物領域が形成された前記第二
導電型半導体層表面に絶縁膜を形成すると共に、
該絶縁膜上にコンタクトホールを介して各種領域
にオーミツクコンタクトした必要な電極を形成す
る工程とを具備し、前記第一導電型半導体層に前
記半導体基板表面から離れるに従つて徐々に不純
物濃度が低くなる濃度勾配を与えるため、そのエ
ピタキシヤク成長工程の条件その他全工程におけ
る熱処理工程の条件を制御し、また必要に応じて
特別の熱処理工程を付加することにより前記第一
導電型半導体基板から前記第一導電型半導体層へ
の不純物のオートドープを制御することを特徴と
する光半導体装置の製造方法。