JPH05198788A - 回路内蔵受光素子およびその製造方法 - Google Patents
回路内蔵受光素子およびその製造方法Info
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- JPH05198788A JPH05198788A JP4008298A JP829892A JPH05198788A JP H05198788 A JPH05198788 A JP H05198788A JP 4008298 A JP4008298 A JP 4008298A JP 829892 A JP829892 A JP 829892A JP H05198788 A JPH05198788 A JP H05198788A
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Abstract
を達成する。 【構成】 P型半導体基板1の表面のN型エピタキシャ
ル層3に、絶縁膜容量CのN+ 型拡散層6と、フォトダ
イオードAのN+ 型拡散層6とを同時に形成する。
Description
た受光素子の改良に関するものであり、特にS/N比を
向上させるための構造およびその製造方法に関するもの
である。
カプラなどに広く用いられている。図8は、従来の一般
的なNPNトランジスタを有する回路内蔵受光素子の略
断面図を示す。
に受光素子であるフォトダイオードAとNPNトランジ
スタBおよび絶縁膜容量Cなどの信号処理回路素子とが
形成されている。フォトダイオードAはP型半導体基板
1とその上に成長させたN型エピタキシャル層3とから
構成される。NPNトランジスタBは、P型半導体基板
1に埋込んだN+ 型埋込み拡散層2、その上に成長させ
たN型エピタキシャル層3、その表面のP型拡散層5
(ベース)、その表面のN+ 型拡散層6(エミッタ)等
から構成されている。絶縁膜容量Cは、N+ 型拡散層6
の表面にシリコン窒化膜9を介して金属電極10を設け
ることにより形成されている。フォトダイオードAおよ
びNPNトランジスタBの表面はシリコン酸化膜8およ
びシリコン窒化膜9で被覆され、必要な個所に穴をあけ
電極10,10…を設ける。絶縁膜容量CのN+ 型拡散
層6の表面のシリコン酸化膜8およびシリコン窒化膜9
にも穴をあけ、電極10が設けられている。NPNトラ
ンジスタBの部分の7は、N + 型コレクタ拡散層であ
る。これらのフォトダイオードA,NPNトランジスタ
Bおよびその他の回路素子たとえば絶縁膜容量Cとの間
は、素子間分離拡散層4,4…によって分離されてい
る。
能化の要求が高まっており、その中でも重要視される機
能としてS/N比向上の要請が強い。このS/N比向上
のためには、信号強度を上げるか、ノイズレベルを下げ
るかのいずれかもしくは両方を達成しなければならな
い。
号強度を向上させる手段として、図9に示されるような
構造の回路内蔵受光素子がある。この構造においては、
フォトダイオードAの表面のシリコン酸化膜8を除去
し、その表面にシリコン窒化膜9のみからなる表面反射
防止膜を形成することにより、フォトダイオードA内へ
の入射光強度を増加させ光感度をfしている。
の回路内蔵受光素子を実現にするにおいては、次のよう
な問題がある。
の表面にシリコン窒化膜9を直接形成するには、シリコ
ン酸化膜を窓開けする必要がある。通常、このシリコン
窒化膜は絶縁膜容量としても使用するため、信号処理回
路部分の絶縁膜容量Cの部分においても、同時にシリコ
ン酸化膜8の窓明けが行なわれる。これらの窓明けが行
なわれる部分のシリコン酸化膜8の厚さは互いに異なっ
ており、エッチングの完了する時間が異なっている。こ
のため、フォトダイオードA部分より酸化膜厚が薄い絶
縁膜容量C部分では、エッチング完了後のオーバーエッ
チ時間が長くなってしまい、酸化膜窓の線幅がマスク線
幅よりも大幅にシフトしてしまうという問題が発生す
る。このため、絶縁膜容量Cの表面のシリコン酸化膜8
の窓明け幅制御が困難となり、図9の構造の回路内蔵受
光素子の高集積化に対して障害となっていた。
効果はないため、S/N比を改善する効果は小さい。
の半導体基板上に受光素子と信号処理回路とを構成し、
受光素子は、第1の導電型の半導体基板とその上に形成
した第2導電型の半導体層とこの第2導電型の半導体層
上に形成した高不純物濃度の第2導電型の半導体層と、
その上に積層した受光素子の表面反射防止絶縁膜とによ
り形成した。
電型の半導体基板の表面の第2導電型の半導体層に、受
光素子部の高不純物濃度の第2導電型の半導体層と信号
処理回路内の絶縁膜容量部の高不純物濃度の第2導電型
の半導体層とを同時に形成するようにした。
ードAおよび絶縁膜容量Cの表面のシリコン酸化膜の厚
さが同一となるため、絶縁膜容量C部分でのシリコン酸
化膜窓明け幅制御が容易になり、また、フォトダイオー
ド部AのN型エピタキシャル層3の表面にN+ 型拡散層
6を設けてあるから、フォトダイオードの低ノイズ化を
達成できる。
の一実施例の略断面図である。図9に示される従来例と
異なるところは、フォトダイオードAの表面のN型エピ
タキシャル層3にN+ 型拡散層6を形成したことであ
る。図2〜図4は、この実施例の各工程毎の略断面図で
ある。以下これらの図によって説明する。
ポーラICの工程を経ることにより、P型半導体基板1
の表面にフォトダイオードAおよびNPNトランジスタ
Bおよび絶縁膜容量Cなどの信号処理回路を同一基板上
に形成するのであるが、その終段の過程において、N型
エピタキシャル層3の表面に、絶縁膜容量CのN+ 型拡
散層6を形成するとき、同時にフォトダイオードAの部
分のN型エピタキシャル層3の表面にもN+ 型拡散層6
を形成する。
ードA部表面と絶縁膜容量C部の表面のシリコン酸化膜
8の窓明けを行なう。このとき、本発明においては、フ
ォトダイオードAと絶縁膜容量Cの窓開けを行なう部分
のシリコン酸化膜厚さが同一であるため、この厚さに差
があるときのようなマスク線幅からの窓開け幅のシフト
は生じない。
ードAの反射防止膜および絶縁膜容量Cの絶縁膜として
使用するシリコン窒化膜9を積層する。次に各電極の形
成予定領域に、シリコン窒化膜9およびシリコン酸化膜
8の窓開けを行なった後、各電極の形成を行なう。その
後、表面にカバー絶縁膜11を積層して図1の構造を得
る。
ードAの表面にシリコン窒化膜9による反射防止膜を形
成しており、フォトダイオードAの光感度の向上が可能
となっている。また、フォトダイオードAの表面にN+
型拡散層6を形成していることにより、フォトダイオー
ドの低ノイズ化をも達成している。そのメカニズムは、
フォトダイオードA部分のホールに対するポテンシャル
分布とシリコン基板表面からの距離との関係が、図5の
ようになることで、N型エピタキシャル層3中に発生す
る光キャリア(ホール)が表面に到達しないようになっ
ているため、フォトダイオードAにおける表面再結合電
流の低減が可能になるためである。このN型エピタキシ
ャル層3の表面にN+ 型拡散層6を設けた受光素子につ
いては、本出願人が平成3年2月5日出願した特願平3
−14160に詳細に述べられている。
の部分に形成するとき、同時にフォトダイオードAの部
分にも形成するから、回路内蔵受光素子のS/N比向上
を達成しながら、同時に高集積化を実現することができ
る。
層配線プロセスを採用する場合がある。そのときに、フ
ォトダイオード上に反射防止膜を形成する方法として、
本出願人により平成3年2月5日出願の特願平3−14
158において、図6の略断面図に示されるような回路
内蔵受光素子が開示されている。これは、シリコン窒化
膜9および12を二重に重ねたものである。13は2層
目の配線である。その他は、図9と同一であり同一符号
で表わされている。この構造においても、本発明を適用
することは可能であり、それを適用した構造の略断面図
が図7に示される。
エピタキシャル層3の表面にN+ 型拡散層6が形成さ
れ、その表面にシリコン窒化膜9および12が2層に形
成されている。
受光素子のS/N比向上と高集積化を同時に達成するこ
とができる。
ャルとシリコン基板表面からの距離との関係を示すグラ
フである。
の略断面図である。
である。
る。
面図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 1枚の半導体基板上に形成された受光素
子と信号処理回路とにより構成され、受光素子は、第1
の導電型の半導体基板と、その上に形成した第2導電型
の半導体層と、この第2導電型の半導体層上に形成した
高不純物濃度の第2導電型の半導体層と、その上に積層
した受光素子の表面反射防止絶縁膜とを有することを特
徴とする回路内蔵受光素子。 - 【請求項2】 1枚の第1導電型の半導体基板の表面の
第2導電型の半導体層上に、受光素子部の高不純物濃度
の第2導電型の半導体層と信号処理回路内の絶縁膜容量
部の高不純物濃度の第2導電型の半導体層とを同時に形
成することを特徴とする回路内蔵受光素子の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4008298A JP2898810B2 (ja) | 1992-01-21 | 1992-01-21 | 回路内蔵受光素子およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4008298A JP2898810B2 (ja) | 1992-01-21 | 1992-01-21 | 回路内蔵受光素子およびその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05198788A true JPH05198788A (ja) | 1993-08-06 |
JP2898810B2 JP2898810B2 (ja) | 1999-06-02 |
Family
ID=11689251
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4008298A Expired - Lifetime JP2898810B2 (ja) | 1992-01-21 | 1992-01-21 | 回路内蔵受光素子およびその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2898810B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07231113A (ja) * | 1993-12-20 | 1995-08-29 | Nec Corp | 半導体装置およびその製造方法 |
US6147390A (en) * | 1997-04-07 | 2000-11-14 | Nec Corporation | Solid-state imaging device with film of low hydrogen permeability including openings |
-
1992
- 1992-01-21 JP JP4008298A patent/JP2898810B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07231113A (ja) * | 1993-12-20 | 1995-08-29 | Nec Corp | 半導体装置およびその製造方法 |
US6147390A (en) * | 1997-04-07 | 2000-11-14 | Nec Corporation | Solid-state imaging device with film of low hydrogen permeability including openings |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2898810B2 (ja) | 1999-06-02 |
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