JPH0527990B2 - - Google Patents
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- JPH0527990B2 JPH0527990B2 JP59248352A JP24835284A JPH0527990B2 JP H0527990 B2 JPH0527990 B2 JP H0527990B2 JP 59248352 A JP59248352 A JP 59248352A JP 24835284 A JP24835284 A JP 24835284A JP H0527990 B2 JPH0527990 B2 JP H0527990B2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/1443—Devices controlled by radiation with at least one potential jump or surface barrier
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/0216—Coatings
- H01L31/02161—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
- H01L31/02162—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for filtering or shielding light, e.g. multicolour filters for photodetectors
- H01L31/02164—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for filtering or shielding light, e.g. multicolour filters for photodetectors for shielding light, e.g. light blocking layers, cold shields for infrared detectors
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Description
【発明の詳細な説明】
(イ) 発明の目的
〔産業上の利用分野〕
この発明は、光電変換に使用されるバイポーラ
型半導体装置に関し、殊に、その周辺部等から入
射した光が光電変換してこれによつて生じる光電
流が基本素子の作動に影響を与えることを防ぐよ
うに、ダミーホトダイオードが形成されてなる半
導体装置に関する。
型半導体装置に関し、殊に、その周辺部等から入
射した光が光電変換してこれによつて生じる光電
流が基本素子の作動に影響を与えることを防ぐよ
うに、ダミーホトダイオードが形成されてなる半
導体装置に関する。
従来、光電変換に使用されるバイポーラIC素
子やホトダイオードとバイポーラICを一体化し
た素子のバイポーラ形半導体装置Iaの構造は、そ
の要部の構成断面を第２図に示すように、Ｐ型基
板１ａ上に、N+層、Ｎ層、P+層、配線メタルで
ある一層メタル、一層絶縁膜、二層絶縁膜及び遮
光作用をする二層メタル２ａを設けたものであ
り、トランジスタ３ａや抵抗４ａなどの基本素子
を形成していた。尚、集積回路Iaの仕上げ時に、
その周辺部５ａで、ダイヤモンド粉をつけた特殊
な回転砥石で分割カツトする、いわゆるダイシン
グが行われる。このダイシング時に、回転砥石が
柔らかいメタルによつて目づまりすることを防ぐ
ために、二層メタル２ａを周辺部５ａまでは届か
せず、二層メタル２ａが周辺部５ａを覆わないよ
うにされていた。
子やホトダイオードとバイポーラICを一体化し
た素子のバイポーラ形半導体装置Iaの構造は、そ
の要部の構成断面を第２図に示すように、Ｐ型基
板１ａ上に、N+層、Ｎ層、P+層、配線メタルで
ある一層メタル、一層絶縁膜、二層絶縁膜及び遮
光作用をする二層メタル２ａを設けたものであ
り、トランジスタ３ａや抵抗４ａなどの基本素子
を形成していた。尚、集積回路Iaの仕上げ時に、
その周辺部５ａで、ダイヤモンド粉をつけた特殊
な回転砥石で分割カツトする、いわゆるダイシン
グが行われる。このダイシング時に、回転砥石が
柔らかいメタルによつて目づまりすることを防ぐ
ために、二層メタル２ａを周辺部５ａまでは届か
せず、二層メタル２ａが周辺部５ａを覆わないよ
うにされていた。
トランジスタ３ａや抵抗４ａなどの基本素子は
二層メタル層２ａ方向からは光がさえぎられてい
て、その動作が光によつ影響を受けることはな
い。
二層メタル層２ａ方向からは光がさえぎられてい
て、その動作が光によつ影響を受けることはな
い。
しかし、光６ａは、二層メタル層２ａで覆われ
ていない部分である周辺部５ａから吸収され、こ
こで光電変換が行われて、その結果、光電変換で
発生した少数キヤリア（光電流）の一部が再結合
せずに移動してトランジスタ３ａ、抵抗４ａ等の
基本素子の動作に影響を与え、不安定なものにさ
せるという問題があつた。
ていない部分である周辺部５ａから吸収され、こ
こで光電変換が行われて、その結果、光電変換で
発生した少数キヤリア（光電流）の一部が再結合
せずに移動してトランジスタ３ａ、抵抗４ａ等の
基本素子の動作に影響を与え、不安定なものにさ
せるという問題があつた。
ところで、少数キヤリア（光電流）の移動距離
は拡散長に比例し、例えば、Ｐ型半導体中におけ
る拡散長は、 Ｌ＝85μm（比抵抗Ｐ＝１Ω−cm） である。よつて、光６ａの入射位置からトランジ
スタ３ａ、抵抗４ａ等の基本素子までの距離が拡
散長Ｌより小さければ、入射した光が光電変換を
起こし、これによつて発生した少数キヤリア（光
電流）は、上記基本素子のところまで移動し、上
記基本素子は動作に影響を受けることになる。例
えば、トランジスタ３ａの場合では、光６ａから
トランジスタ３ａの動作が影響を受ける有効領域
７ａは斜線部分で示した部分である。
は拡散長に比例し、例えば、Ｐ型半導体中におけ
る拡散長は、 Ｌ＝85μm（比抵抗Ｐ＝１Ω−cm） である。よつて、光６ａの入射位置からトランジ
スタ３ａ、抵抗４ａ等の基本素子までの距離が拡
散長Ｌより小さければ、入射した光が光電変換を
起こし、これによつて発生した少数キヤリア（光
電流）は、上記基本素子のところまで移動し、上
記基本素子は動作に影響を受けることになる。例
えば、トランジスタ３ａの場合では、光６ａから
トランジスタ３ａの動作が影響を受ける有効領域
７ａは斜線部分で示した部分である。
ある基本素子と隣り合うもう一つの基本素子と
の光に感じる有効領域の境界は、両者の中央部で
近似される。ここでは、トランジスタ３ａと低抗
４ａとの有効領域の境界は、８ａとなる。
の光に感じる有効領域の境界は、両者の中央部で
近似される。ここでは、トランジスタ３ａと低抗
４ａとの有効領域の境界は、８ａとなる。
また、Ｐ型基板１である例えばシリコン中で
は、光の強度が減衰する。よつて、光入射位置に
近い基本素子ほど、光電変換された光電流による
影響を多く受けることになる。
は、光の強度が減衰する。よつて、光入射位置に
近い基本素子ほど、光電変換された光電流による
影響を多く受けることになる。
以上により、基本素子の動作が光電変換して生
じた光電流による影響を回避するように、基本素
子であるトランジスタ３ａの動作が影響を受ける
有効領域７ａまで遮光性の二層メタル２ａで覆
い、更に入射する光の減衰を考慮して周辺部５ａ
を有効領域７ａから十分な距離の位置となるよう
にしていた。しかし、これでは、集積回路は容積
が小さいという特長が損なわれ、かつ少数キヤリ
ア（光電流）からの影響が矢張りおこるという問
題があつた。
じた光電流による影響を回避するように、基本素
子であるトランジスタ３ａの動作が影響を受ける
有効領域７ａまで遮光性の二層メタル２ａで覆
い、更に入射する光の減衰を考慮して周辺部５ａ
を有効領域７ａから十分な距離の位置となるよう
にしていた。しかし、これでは、集積回路は容積
が小さいという特長が損なわれ、かつ少数キヤリ
ア（光電流）からの影響が矢張りおこるという問
題があつた。
(ロ) 発明の構成
半導体基板にバイポーラ集積回路を形成し、か
つその集積回路を構成する素子をメタル層で遮閉
する半導体装置において、 半導体基板の周辺部分は、メタル層を削除して
外部から光が入射しうるようにし、かつその周辺
部分全体にPN接合する、前記半導体基板に含ま
れる半導体層とこの半導体層とは逆の導電型を有
するもう１つの半導体層を形成し、更に前記る両
半導体層を短絡する短絡手段を備えたことを特徴
とする半導体装置である。
つその集積回路を構成する素子をメタル層で遮閉
する半導体装置において、 半導体基板の周辺部分は、メタル層を削除して
外部から光が入射しうるようにし、かつその周辺
部分全体にPN接合する、前記半導体基板に含ま
れる半導体層とこの半導体層とは逆の導電型を有
するもう１つの半導体層を形成し、更に前記る両
半導体層を短絡する短絡手段を備えたことを特徴
とする半導体装置である。
つまり、この発明は、遮光メタルの被覆ない部
分にダミーホトダイオードを形成させ、ここから
入射した光は光電変換により光電流に変わるが、
この光電流が上記ダミーホトダイオードによつて
消費され、他の基本素子の動作に影響を及ぼさな
いようにさせたものである。
分にダミーホトダイオードを形成させ、ここから
入射した光は光電変換により光電流に変わるが、
この光電流が上記ダミーホトダイオードによつて
消費され、他の基本素子の動作に影響を及ぼさな
いようにさせたものである。
以下、第１図に示す実施例によつてこの発明を
説明するが、これによつてこの発明が限定される
ものではない。
説明するが、これによつてこの発明が限定される
ものではない。
本発明の光が照射されて使用されるバイポーラ
型半導体装置Ｉの構造は、その要部の構成断面を
第１図に示すように、Ｐ型基板１上に、N+層、
Ｎ層、P+層、一層絶縁膜、一層メタル、二層絶
縁膜、及び二層メタル２を設けたもので、これに
よつてこの半導体装置Ｉをつくつている基本素子
のトランジスタ３や抵抗４と、更にダミーホトダ
イオード１０が形成されている。
型半導体装置Ｉの構造は、その要部の構成断面を
第１図に示すように、Ｐ型基板１上に、N+層、
Ｎ層、P+層、一層絶縁膜、一層メタル、二層絶
縁膜、及び二層メタル２を設けたもので、これに
よつてこの半導体装置Ｉをつくつている基本素子
のトランジスタ３や抵抗４と、更にダミーホトダ
イオード１０が形成されている。
尚、Ｐ型基板１、N+層、Ｎ層及びP+層は例え
ばシリコンからできていて光に感応し、一層絶縁
膜は例えばシリコンを熱酸化させて、二層絶縁膜
は例えばポリイミド樹脂がコーテイングさせるこ
とでつくられており、一層メタルは集積回路で配
線の働きをし二層メタル２は遮光の働きをして集
積回路周辺部５を除いて遮光が必要な部分を覆つ
ており、共に例えばアルミニウムから出来てい
る。
ばシリコンからできていて光に感応し、一層絶縁
膜は例えばシリコンを熱酸化させて、二層絶縁膜
は例えばポリイミド樹脂がコーテイングさせるこ
とでつくられており、一層メタルは集積回路で配
線の働きをし二層メタル２は遮光の働きをして集
積回路周辺部５を除いて遮光が必要な部分を覆つ
ており、共に例えばアルミニウムから出来てい
る。
二層メタル２は、もし光が入射すると光電変換
を起こし、これによつて光電流が発生し、この光
電流が少数キヤリアによつて運ばれることにより
トランジスタ３の動作に影響を及ぼす有効領域８
まで、集積回路Ｉを覆い遮光するようになつてい
る。尚、入射光による光電変換とは、pn接合を
形成させた半導体に、この半導体に固有なある値
以上のエネルギーを持つた光が当たると、電子−
正孔の対が形成され、接合まで到達した電子や正
孔は電界により振り分けられて光電流となるが、
この光→電気の変換をいう。
を起こし、これによつて光電流が発生し、この光
電流が少数キヤリアによつて運ばれることにより
トランジスタ３の動作に影響を及ぼす有効領域８
まで、集積回路Ｉを覆い遮光するようになつてい
る。尚、入射光による光電変換とは、pn接合を
形成させた半導体に、この半導体に固有なある値
以上のエネルギーを持つた光が当たると、電子−
正孔の対が形成され、接合まで到達した電子や正
孔は電界により振り分けられて光電流となるが、
この光→電気の変換をいう。
さて、この半導体装置Ｉは、一枚のＰ型基板
（ウエハ）１上に一度に多くの回路を作り込み、
その後一つ一つの集積回路Ｉに分割カツトする。
つまりダイシングされることでつくられる。この
ダイシング時に、半導体装置Ｉの周辺部５が二層
メタル（例えばアルミニウム）２が覆われていな
いから、回転砥石にメタルが目づまりすることも
なく、又、分割カツトが容易に正確になされる。
（ウエハ）１上に一度に多くの回路を作り込み、
その後一つ一つの集積回路Ｉに分割カツトする。
つまりダイシングされることでつくられる。この
ダイシング時に、半導体装置Ｉの周辺部５が二層
メタル（例えばアルミニウム）２が覆われていな
いから、回転砥石にメタルが目づまりすることも
なく、又、分割カツトが容易に正確になされる。
この分確カツトされてつくられた半導体装置Ｉ
の遮光されていない周辺部５に、Ｐ型基板１とＮ
型エピタキシヤル層９によつてダミーホトダイオ
ード１０は形成されている。更に、これらＰ型基
板１とＮ型エピタキシヤル層９は一層メタル１１
で短絡する構造となつている。又、ダミーホトダ
イオード１０とトランジスタ３との光に感応する
有効領域の境界８は、両者の中央部で近似され
る。
の遮光されていない周辺部５に、Ｐ型基板１とＮ
型エピタキシヤル層９によつてダミーホトダイオ
ード１０は形成されている。更に、これらＰ型基
板１とＮ型エピタキシヤル層９は一層メタル１１
で短絡する構造となつている。又、ダミーホトダ
イオード１０とトランジスタ３との光に感応する
有効領域の境界８は、両者の中央部で近似され
る。
ここで、半導体装置Ｉに光が照射されると、二
層メタル２で覆われているトランジスタ３と抵抗
４は遮光されており、この部分から光が入射する
ことはなく、光電変換は起きない。二層メタル２
で覆われていないダミーホトダイオード１０に光
６が入射すると、ここで光電変換が行われること
によつてＰ型基板１からＮ層９へと光電流が流れ
る。しかし、Ｐ型基板１とＮ層９との接合が一層
メタル１１によつて短絡されており、よつて、ダ
ミーホトダイオード１０の隣にあるトランジスタ
３は、その動作に光照射よる影響を受けることは
ない。又、周辺部５をダイシング等によつてカツ
トすると、Ｐ型基板１とＮ型エピタキシヤル層９
とのPN接合はダメージを受けリーク電流が発生
するが、PN接合が一層メタルで短絡され同電位
となつていることから回路動作上の不具合はな
い。
層メタル２で覆われているトランジスタ３と抵抗
４は遮光されており、この部分から光が入射する
ことはなく、光電変換は起きない。二層メタル２
で覆われていないダミーホトダイオード１０に光
６が入射すると、ここで光電変換が行われること
によつてＰ型基板１からＮ層９へと光電流が流れ
る。しかし、Ｐ型基板１とＮ層９との接合が一層
メタル１１によつて短絡されており、よつて、ダ
ミーホトダイオード１０の隣にあるトランジスタ
３は、その動作に光照射よる影響を受けることは
ない。又、周辺部５をダイシング等によつてカツ
トすると、Ｐ型基板１とＮ型エピタキシヤル層９
とのPN接合はダメージを受けリーク電流が発生
するが、PN接合が一層メタルで短絡され同電位
となつていることから回路動作上の不具合はな
い。
(ハ) 発明の効果
この発明は、半導体基板の周辺部分が遮光性メ
タルで覆われていないので、ダイシングによる分
割がカツト時の目づまりが防止でき、更にその半
導体基板の周辺部分（全体）から光が入射し、光
電変換して光電流が生じるが、この光電流が発生
するバイポーラ形半導体装置の部分に、ダミーホ
トダイオードを形成し、このダミーホトダオード
が発生した上記光電流を短絡させることで、光電
流が他の基本素子の動作に影響を与えることを防
ぐという効果を奏している。
タルで覆われていないので、ダイシングによる分
割がカツト時の目づまりが防止でき、更にその半
導体基板の周辺部分（全体）から光が入射し、光
電変換して光電流が生じるが、この光電流が発生
するバイポーラ形半導体装置の部分に、ダミーホ
トダイオードを形成し、このダミーホトダオード
が発生した上記光電流を短絡させることで、光電
流が他の基本素子の動作に影響を与えることを防
ぐという効果を奏している。
第１図はこの発明に係る半導体装置の一実施例
を示す要部の構成説明図、第２図は従来の半導体
装置を示す要部の構成説明図である。 Ｉ……半導体装置、１……Ｐ型基板（Ｐ層）、
２……二層メタル、３……トランジスタ、４……
抵抗、５……周辺部、６……光、８……有効領域
の境界、９……Ｎ型エピタキシヤル層（Ｎ層）、
１０……ダミーホトダイオード、１１……一層メ
タル。
を示す要部の構成説明図、第２図は従来の半導体
装置を示す要部の構成説明図である。 Ｉ……半導体装置、１……Ｐ型基板（Ｐ層）、
２……二層メタル、３……トランジスタ、４……
抵抗、５……周辺部、６……光、８……有効領域
の境界、９……Ｎ型エピタキシヤル層（Ｎ層）、
１０……ダミーホトダイオード、１１……一層メ
タル。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 半導体基板にバイポーラ集積回路を形成し、
かつその集積回路を構成する素子をメタル層で遮
閉する半導体装置において、 半導体基板の周辺部分は、メタル層を削除して
外部から光が入射しうるようにし、かつその周辺
部分全体にPN接合する、前記半導体基板に含ま
れる半導体層とこの半導体層とは逆の導電型を有
するもう１つの半導体層を形成し、更に前記両半
導体層を短絡する短絡手段を備えたことを特徴と
する半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59248352A JPS61127165A (ja) | 1984-11-24 | 1984-11-24 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59248352A JPS61127165A (ja) | 1984-11-24 | 1984-11-24 | 半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61127165A JPS61127165A (ja) | 1986-06-14 |
| JPH0527990B2 true JPH0527990B2 (ja) | 1993-04-22 |
Family
ID=17176816
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59248352A Granted JPS61127165A (ja) | 1984-11-24 | 1984-11-24 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61127165A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2509592B2 (ja) * | 1986-12-26 | 1996-06-19 | 株式会社東芝 | 積層型固体撮像装置 |
| CN109346496A (zh) * | 2018-11-23 | 2019-02-15 | 德淮半导体有限公司 | 像素单元、图像传感器及其制造方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51123083A (en) * | 1975-04-03 | 1976-10-27 | Ibm | Integrated semiconductor device |
| JPS5645086A (en) * | 1979-09-21 | 1981-04-24 | Hitachi Ltd | Photosensor |
-
1984
- 1984-11-24 JP JP59248352A patent/JPS61127165A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51123083A (en) * | 1975-04-03 | 1976-10-27 | Ibm | Integrated semiconductor device |
| JPS5645086A (en) * | 1979-09-21 | 1981-04-24 | Hitachi Ltd | Photosensor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61127165A (ja) | 1986-06-14 |
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