JPH06268245A - 半導体装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ガードリング領域と素子分離用のｐ型不純物
領域とからなるｐｎ接合での逆方向リーク電流を抑制で
き、それにより大きな逆バイアス電圧を印加可能な高性
能の赤外線検出器を提供する。 【構成】 ｐ型シリコン基板１の表面には素子分離酸化
膜４が形成されており、この素子分離酸化膜４の下面に
接するように素子分離用のｐ型不純物領域５が形成され
ている。ｐ型シリコン基板１に接するように金属電極２
が形成されており、ｐ型シリコン基板１と金属電極２と
によりショットキ接合が構成されている。金属電極２の
端部に接するようにシリコン基板１の表面上にはｎ⁺ 不
純物領域３ｂが形成されている。このｎ⁺ 不純物領域３
ｂとｐ型不純物領域５との間には比較的低濃度のｎ^- 不
純物領域３ａが形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置に関し、特
にショットキ接合を有する赤外線検出器に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】近年のシリコンＬＳＩ技術の進歩に伴
い、半導体基板上に多数の赤外線検出器を１次元または
２次元アレイ状に配置し、信号電荷読出用の電荷転送回
路とを組合わせた赤外線固体撮像素子が開発されてい
る。中でも、赤外線検出器としてＰｔＳｉ／ｐ−Ｓｉシ
ョットキバリアダイオードを用い、電荷転送回路として
ＣＣＤ（電荷結合素子）などを用いた３〜５μｍ帯用の
赤外線固体撮像素子は、赤外レンズ、駆動回路、素子冷
却用クーラーなどと組合わせて赤外線カメラとして既に
実用化されている。また、最近では、１０μｍ帯用の赤
外線検出器として、ＩｒＳｉ／ｐ−Ｓｉショットキバリ
アダイオードやＧｅＳｉヘテロ接合型検出器を用いた赤
外線固体撮像素子の研究も行なわれている。

【０００３】まず、従来の半導体装置として、波長３〜
５μｍ帯用の赤外線固体撮像素子に用いられているＰｔ
Ｓｉショットキ型赤外線検出器について説明する。

【０００４】図１７は、従来の赤外線検出器の構成を概
略的に示す断面図である。図１７を参照して、ｐ型シリ
コン基板１０１は、比抵抗３０〜４０Ω・ｃｍ程度を有
している。ｐ型シリコン基板１０１の各素子形成領域を
分離するように素子分離酸化膜１０４がシリコン基板１
０１の表面に形成されている。また素子分離酸化膜１０
４の下面に接するようにｐ型不純物領域１０５がシリコ
ン基板１０１に形成されている。このｐ型不純物領域１
０５は、素子分離の電気的な絶縁を高めるために設けら
れている。

【０００５】ｐ型シリコン基板１０１の素子形成領域で
あって開口１０４ｂ内には、シリコン基板１０１と接す
るように金属電極１０２が形成されている。この金属電
極１０２とシリコン基板１０１とによりショットキ接合
が構成されている。金属電極１０２の端部に接し、かつ
ｐ型不純物領域１０５に隣接するように、ガードリング
領域１０３がシリコン基板１０１の表面に形成されてい
る。このガードリング領域１０３は、赤外線検出器周辺
でのリーク電流を低減するために設けられている。金属
電極１０２には、白金シリサイド（ＰｔＳｉ）が用いら
れている。

【０００６】また波長１０μｍ帯用の赤外線検出器にお
いても、その構造は図１７に示す構造とほぼ同様であ
る。唯一異なるのは、金属電極１０２として、白金シリ
サイドの代わりにイリジウムシリサイド（ＩｒＳｉ）あ
るいはボロンなどのｐ型不純物が高濃度にドープされた
ゲルマニウムシリコン（ＧｅＳｉ）が用いられる点であ
る。

【０００７】なお、赤外線検出器は、ショットキ接合の
バンドギャップより大きな光子エネルギを持つ光しか検
出できない。このため、受光する光の波長領域により基
板１０１とショットキ接合を構成する金属電極１０２の
材料が異なる。よって、３〜５μｍ帯用赤外線検出器と
１０μｍ帯用赤外線検出器において金属電極の材料を変
える必要がある。

【０００８】次に、図１７に示す従来の３〜５μｍ帯用
赤外線検出器の動作について説明する。

【０００９】ｐ型シリコン基板１０１と金属電極１０２
とからなるショッキバリアダイオードにおいて、金属電
極１０２に予め逆方向バイアスが与えられる。この逆方
向バイアスが与えられた状態で、接続を切ることによ
り、金属電極１０２が電気的にフローティングな状態と
される。この状態で基板表面もしくは基板裏面から検出
器領域へ赤外線が入射される。この赤外線のエネルギを
受けて金属電極１０２中に電子−正孔対が形成される。
その電子−正孔対のうちからショットキバリアを超える
運動エネルギを有する正孔がバリアを超えてｐ型シリコ
ン基板１０１側に流れ込む。残された電子は、金属電極
１０２およびこの金属電極１０２と同電位のガードリン
グ領域１０３中に蓄積されて信号電荷となる。蓄積され
た信号電荷は、ＣＣＤなどの電荷転送回路を通じて外部
に読出される。

【００１０】上記の動作中、ショットキバリアダイオー
ドは逆方向にバイアスされている。このため、その電界
による逆方向暗電流が生じて信号以外の電荷（電子）も
蓄積されてしまう。この逆方向暗電流は素子温度の低下
とともに指数関数的に減少するので、暗電流を抑えるた
めに素子を冷却する必要がある。通常、３〜５μｍ帯用
のショットキ型検出器は、液体窒素温度（７７Ｋ）程度
まで冷却された状態で使用される。また、金属電極１０
２のエッジ（端部）付近では、電界集中により暗電流が
増大するため、検出器周辺部に高濃度のｎ型不純物濃度
を有するガードリング領域１０３が設けられ、これによ
り電界集中が緩和される。

【００１１】また波長１０μｍ帯用の赤外線検出器にお
いても、その動作は３〜５μｍ帯用赤外線検出器の場合
と同様である。ただし１０μｍ帯用赤外線検出器では３
〜５μｍ帯用赤外線検出器に比較してショットキバリア
が小さくなるため暗電流が増大する。この暗電流の増大
を押えるために素子をより低温まで冷却する必要があ
る。

【００１２】次に、図１７に示す従来の３〜５μｍ帯用
赤外線検出器の製造方法について説明する。

【００１３】図１８〜図２２は、従来の３〜５μｍ帯用
赤外線検出器の製造方法を工程順に示す概略断面図であ
る。まず図１８を参照して、ｐ型シリコン基板１０１の
表面上に熱酸化によってシリコン酸化膜１０４ａが形成
される。またシリコン酸化膜１０４ａの表面上にＣＶＤ
（Chemical Vapour Deposition）法によりシリコン窒化
膜１１１が形成される。この後、シリコン窒化膜１１１
はパターニングされ、素子形成領域のみに残存される。
このシリコン窒化膜１１１をマスクとしてボロン（Ｂ）
がシリコン基板１０１に注入される。

【００１４】図１９を参照して、熱酸化を行なうことに
よって素子分離酸化膜１０４が形成される。なお、上記
のＬＯＣＯＳ（Local Oxidation of Silicon）酸化時に
ボロン１０５ａが活性化され、ｐ型不純物領域１０５が
形成される。この後、シリコン窒化膜１１１が除去され
る。

【００１５】図２０を参照して、シリコン酸化膜１０４
ａの表面上にレジストパターン１１３ａが形成される。
このレジストパターン１１３ａなどをマスクとしてシリ
コン基板１０１の表面に砒素（Ａｓ）が注入される。レ
ジストパターン１１３ａが除去された後、熱処理が施さ
れることにより砒素が活性化され、ガードリング領域１
０３が形成される。

【００１６】図２１を参照して、素子形成領域内に開口
を有するレジストパターン１１３ｂがシリコン基板１０
１の表面上に形成される。このレジストパターン１１３
ｂをマスクとしてシリコン酸化膜１０４ａがエッチング
除去され、開口１０４ｂが形成される。この開口１０４
ｂからは、シリコン基板１０１の素子形成領域内の一部
表面が露出する。この後、レジストパターン１１３ｂが
除去される。

【００１７】図２２を参照して、シリコン基板１０１の
表面全面に白金（Ｐｔ）層１０２ａが蒸着された後、熱
処理が施される。この熱処理により、開口１０４ｂ内に
おいてシリコン基板１０１と接する白金層１０２ａがシ
リコンと反応して白金シリサイドとなる。この後、王水
処理が施され、白金のみが選択的に除去される。これに
より、図１７に示すように開口１０４ｂ内にのみ自己整
合的に白金シリサイドよりなる金属電極１０２が形成さ
れる。

【００１８】次に、従来の１０μｍ帯用赤外線検出器の
製造方法について説明する。従来の１０μｍ帯用赤外線
検出器の製造方法は、従来の３〜５μ帯用赤外線検出器
の製造方法と図２１に示す工程まで同じである。図２１
を参照して、開口１０４ｂが形成された後、レジストパ
ターン１１３ｂが除去される。

【００１９】次に図２３を参照して、シリコン基板１０
１の表面全面にイリジウム（Ｉｒ）層１０２ｂが形成さ
れた後、熱処理が施される。この熱処理により、開口１
０４ｂ内においてシリコン基板１０１と接するイリジウ
ム層１０２ｂがシリコンと反応してイリジウムシリサイ
ド（ＩｒＳｉ）となる。この後、開口１０４ｂの真上に
のみレジストパターン１１３ｃが形成される。このレジ
ストパターン１１３ｃをマスクとしてイリジウム層１０
２ｂがエッチング除去される。このエッチング除去によ
り、図１７に示すように開口１０４ｂ内にのみイリジウ
ムシリサイドよりなる金属電極１０２が形成され、１０
μｍ帯用赤外線検出器が形成される。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】赤外線は熱線ともいわ
れ、赤外線の放射は熱の放出を伴う。このため、一般に
赤外線撮像には、可視撮像と比べて、背景物体からの放
射が多く、またコントラストが低いといった特徴があ
る。たとえば、室温で赤外線を検出する場合には、室温
を有する物体（背景物体：たとえば大気も含まれる）か
ら放射される赤外線も検出されるため、他の物体（目的
物）から放射される赤外線との区別（コントラスト）が
つき難い。このように、背景物体から放射される赤外線
も含めて検出する必要から、赤外線検出器には赤外線か
ら変換される電荷を多数蓄積できること、すなわち飽和
電荷量が大きいことなどが要求される。

【００２１】この赤外線検出器の飽和電荷量を増やす方
法の１つとして、赤外線検出器に加える逆バイアス電圧
を大きくする方法がある。これは、赤外線検出器に印加
された逆バイアス電圧に対応する量だけ逆バイアス電圧
を緩和するように電荷が蓄積されるからである。一方、
逆バイアス電圧を大きくするほどショットキ効果によっ
てエネルギ障壁の高さが低くなる。このため、カットオ
フ波長（検出波長の上限）が長くなり（すなわち、長波
長の光まで検出可能となり）、感度も向上するといった
メリットがある。このように、赤外線検出器には大きな
逆バイアス電圧を加えることが望ましい。

【００２２】しかし、図１７に示す従来の赤外線検出器
の構成においては、大きな逆バイアス電圧を加えると以
下の弊害が生じる。

【００２３】図１７を参照して、従来の赤外線検出器で
は、検出器周辺に設けられたガードリング領域１０３と
素子分離用のｐ型不純物領域１０５とが隣接している。
ガードリング領域１０３のｎ型不純物濃度は、金属電極
１０２とガードリング領域１０３とのコンタクト抵抗を
低減するために十分大きくする必要がある。また素子分
離用のｐ型不純物領域１０５のｐ型不純物濃度も、各素
子間の電気的分離の効果を高めるため十分に大きい方が
望ましい。このため、必然的にガードリング領域１０３
と素子分離用のｐ型不純物領域１０５とによるｐｎ接合
部において、高濃度のｎ型不純物領域とｐ型不純物領域
とが接合されることとなる。このような場合、かかるｐ
ｎ接合での逆方向リーク電流が大きくなり、ｐｎ接合耐
圧も低くなる。

【００２４】上述のごとく、従来の赤外線検出器ではｐ
ｎ接合での逆方向リーク電流が大きくなるため、かかる
赤外線検出器にむやみに大きな逆バイアス電圧をかける
ことができなくなる。それゆえ、赤外線検出器の飽和電
荷量を増大させることができず、またカットオフ波長の
長波長化を図ることもできないため、高性能な赤外線検
出器を得ることができないという問題点があった。

【００２５】本発明は、上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、ガードリング領域と素子分離用
のｐ型不純物領域とによるｐｎ接合における逆方向リー
ク電流を抑制し、それにより大きな逆バイアス電圧を印
加可能な高性能の赤外線検出器を提供することである。

【００２６】

【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置は、
半導体基板と、分離絶縁膜と、分離不純物領域と、電極
層と、第１不純物領域と、第２不純物領域とを備えてい
る。半導体基板は主表面を有する第１導電型である。分
離絶縁膜は、半導体基板の素子形成領域を分離するよう
に半導体基板の主表面に形成されている。分離不純物領
域は、第１導電型であり、分離絶縁膜の下面に接するよ
うに半導体基板に形成されている。電極層は、素子形成
領域の半導体基板の主表面に接し、半導体基板とショッ
トキ接合を形成している。第１不純物領域は、第１の不
純物濃度を有する第２導電型であり、電極層の端部に接
するように半導体基板の主表面に形成されている。第２
不純物領域は、第１の不純物濃度よりも小さい第２の不
純物濃度を有する第２導電型であり、分離不純物領域と
第１不純物領域とに挟まれる半導体基板の領域に形成さ
れている。

【００２７】

【作用】本発明の半導体装置では、第１の不純物濃度よ
りも小さい第２の不純物濃度を有する第２導電型の第２
不純物領域が、分離不純物領域と第１不純物領域とに挟
まれる半導体基板の領域に形成されている。このため、
第１導電型の分離不純物領域と比較的低濃度の第２不純
物領域とによりｐｎ接合が形成されることとなる。よっ
て、かかるｐｎ接合の逆方向リーク電流は小さくなり、
大きな逆バイアス電圧を印加することが可能となる。し
たがって、ショットキ接合を構成する電極層などに蓄積
される飽和電荷量を大きくでき、かつカットオフ波長の
長波長化を図ることも可能となるため、高性能な赤外線
検出器などの半導体装置を得ることができる。

【００２８】

【実施例】以下、本発明の実施例について図を用いて説
明する。

【００２９】図１は、本発明の第１の実施例における３
〜５μｍ帯用赤外線検出器の構成を概略的に示す断面図
である。図１を参照して、ｐ型シリコン基板１の各素子
形成領域を分離するように、シリコン基板１の表面には
素子分離酸化膜４が形成されている。この素子分離酸化
膜４の下面に接するようにシリコン基板１にはｐ型不純
物領域５が形成されている。このｐ型不純物領域５は、
ボロン（Ｂ）が１０¹⁸ａｔｍ／ｃｍ³ の濃度で導入され
ることにより形成されている。

【００３０】シリコン基板１の素子形成領域であって開
口４ｂ内には、シリコン基板１の表面と接するように金
属電極２が形成されている。このシリコン基板１と金属
電極２とによりショットキ接合が構成されている。この
金属電極２は、白金シリサイド（ＰｔＳｉ）よりなって
いる。

【００３１】金属電極２の端部に接するようにシリコン
基板１の表面には、ｎ⁺ 不純物領域３ｂが形成されてい
る。このｎ⁺ 不純物領域３ｂは、１０²⁰ａｔｍ／ｃｍ³
程度の濃度で砒素（Ａｓ）が導入されることにより形成
されている。

【００３２】またこのｎ⁺ 不純物領域３ｂを包囲するよ
うに、かつｎ⁺ 不純物領域３ｂとｐ型不純物領域５との
間に介在するようにｎ^- 不純物領域３ａが形成されてい
る。このｎ^- 不純物領域３ａは、１０¹⁸ａｔｍ／ｃｍ³
程度の濃度で砒素が導入されることにより形成されてい
る。このｎ^- 不純物領域３ａとｎ⁺ 不純物領域３ｂとの
二重構造によりガードリング領域が形成されている。

【００３３】次に、本発明の第１の実施例における３〜
５μｍ帯用赤外線検出器の製造方法について説明する。

【００３４】図２〜図７は、本発明の第１の実施例にお
ける３〜５μｍ帯用赤外線検出器の製造方法を工程順に
示す概略断面図である。まず図２を参照して、従来と同
様の方法により、シリコン基板１の表面に素子分離酸化
膜４とシリコン酸化膜４ａが形成される。また、素子分
離酸化膜４の下面に接するようにシリコン基板１には、
素子分離用のｐ型不純物領域５が形成される。

【００３５】図３を参照して、シリコン酸化膜４ａの表
面上にレジストパターン１３ａが形成される。このレジ
ストパターン１３ａと素子分離酸化膜４とをマスクとし
て砒素（Ａｓ）がシリコン基板１に注入される。この後
レジストパターン１３ａが除去される。注入された砒素
が活性化されることにより、素子分離用のｐ型不純物領
域５と接するようにｎ^- 不純物領域３ａがシリコン基板
１に形成される。

【００３６】図４を参照して、シリコン基板１の表面に
レジストパターン１３ｂが形成される。このレジストパ
ターン１３ｂは、ｎ^- 不純物領域３ａの一部領域上に開
口を有している。この開口を通じて砒素がシリコン基板
１に注入される。この後レジストパターン１３ｂが除去
される。上記の注入などによりｎ^- 不純物領域３ａの領
域内であって、シリコン基板１の表面にｎ⁺ 不純物領域
３ｂが形成される。

【００３７】図５を参照して、素子形成領域内に開口を
有するレジストパターン１３ｃがシリコン基板１の表面
上に形成される。このレジストパターン１３ｃをマスク
としてシリコン酸化膜４ａにエッチングが施され、開口
４ｂが形成される。この開口４ｂからは、シリコン基板
１の一部表面が露出する。この後レジストパターン１３
ｃが除去される。

【００３８】図６を参照して、シリコン基板１の表面全
面に白金（Ｐｔ）層２ａが蒸着された後、熱処理が施さ
れる。この熱処理により、開口４ｂ内においてシリコン
基板１と接する白金層２ａがシリコンと反応して白金シ
リサイドになる。ここで王水処理が施され、白金のみが
選択的に除去されて、図７に示すように開口４ｂ内にの
み自己整合的に白金シリサイドよりなる金属電極２が残
存される。

【００３９】本発明の第１の実施例における３〜５μｍ
帯用赤外線検出器においては、ｎ⁺不純物領域３ｂと素
子分離用のｐ型不純物領域５とに挟まれるシリコン基板
１の領域に比較的低い不純物濃度を有するｎ^- 不純物領
域３ａが形成されている。このため、このｎ^- 不純物領
域３ａと素子分離用のｐ型不純物領域５とからなるｐｎ
接合部における逆方向リーク電流が抑制される。このよ
うにｐｎ接合での逆方向リーク電流を小さくできるた
め、赤外線検出器に高い逆バイアス電圧を印加すること
が可能となる。したがって、赤外線検出器の飽和電荷量
を大きくでき、カットオフ波長の長波長化を図ることも
できるため、より高性能な赤外線検出器を得ることが可
能となる。

【００４０】次に、本発明の第２の実施例における３〜
５μｍ帯用赤外線検出器について説明する。

【００４１】図８は、本発明の第２の実施例における３
〜５μｍ帯用赤外線検出器の構成を概略的に示す断面図
である。図８を参照して、ｐ型シリコン基板２１の各素
子形成領域を分離するようにシリコン基板２１の表面に
素子分離酸化膜２４が形成されている。素子分離酸化膜
２４の下面に接するようにシリコン基板２１には素子分
離用のｐ型不純物領域２５が形成されている。このｐ型
不純物領域２５は、ボロン（Ｂ）が１０¹⁸ａｔｍ／ｃｍ
³ の濃度で導入されることにより形成されている。

【００４２】シリコン基板２１の素子形成領域内には、
シリコン基板２１の表面と接するように金属電極２２が
形成されている。この金属電極２２は、白金シリサイド
よりなっており、シリコン基板２１とショットキ接合を
構成している。

【００４３】金属電極２２の端部に接触するようにシリ
コン基板２１の表面には、１０²⁰ａｔｍ／ｃｍ³ 程度の
濃度で砒素の導入されたｎ⁺ 不純物領域２３ｂが形成さ
れている。このｎ⁺ 不純物領域２３ｂと素子分離用のｐ
型不純物領域２５との間にのみ介在するようにシリコン
基板２１にはｎ^- 不純物領域２３ａが形成されている。
このｎ^- 不純物領域２３ａには、１０¹⁸ａｔｍ／ｃｍ³
程度の不純物濃度となるように砒素が導入されている。
ｎ⁺ 不純物領域２３ｂとｎ^- 不純物領域２３ａとにより
ガードリング領域が形成されている。

【００４４】次に、本発明の第２の実施例における３〜
５μｍ帯用赤外線検出器の製造方法について説明する。

【００４５】図３を参照して、ここまでの工程は第１の
実施例とほぼ同様であるためその説明は省略する。

【００４６】次に図９を参照して、素子形成領域内のｎ
^- 不純物領域２３ａに隣接する領域上方に開口を有する
レジストパターン３３ｂがシリコン基板２１の表面上に
形成される。このレジストパターン３３ｂの開口を通じ
てシリコン基板２１に砒素が注入される。この後レジス
トパターン３３ｂが除去される。シリコン基板２１に注
入された砒素が活性化されることにより、ｎ^- 不純物領
域２３ａに隣接するようにシリコン基板２１の表面上
に、ｎ⁺ 不純物領域２３ｂが形成される。

【００４７】この後、金属電極を形成する後工程は、第
１の実施例とほぼ同様であるため、その説明は省略す
る。この製造方法により、図８に示す本発明の第２の実
施例における３〜５μｍ帯用赤外線検出器が製造され
る。

【００４８】上記のような本発明の第２の実施例におけ
る３〜５μｍ帯用赤外線検出器においても、ｎ⁺ 不純物
領域２３と素子分離用のｐ型不純物領域２５との間に比
較的低濃度のｎ^- 不純物領域２６が形成されている。こ
のため、第１の実施例と同様、赤外線検出器に大きな逆
バイアス電圧を印加することが可能となる。したがっ
て、赤外線検出器の飽和電荷量を大きくでき、かつカッ
トオフ波長の長波長化を図ることもできるため、高性能
な赤外線検出器を得ることが可能となる。

【００４９】図８に示す赤外線検出器の構造の方が、図
１に示す構造に比較して、光電変換に寄与するショット
キ接合領域（金属電極とノンドープのシリコン基板との
接合領域）を大きく確保することができるという利点が
ある。

【００５０】次に、波長１０μｍ帯用の赤外線検出器に
ついて説明する。この１０μｍ帯用赤外線検出器の製造
方法には、金属電極のパターニング時において以下に述
べる弊害がある。

【００５１】図１０は、図１に示す構造を有する１０μ
ｍ帯用赤外線検出器の製造方法において金属電極をパタ
ーニングする工程を示す概略断面図である。図１０を参
照して、波長１０μｍ帯用の赤外線検出器の金属電極に
は、上述したようにイリジウムシリサイドやゲルマニウ
ムシリコンが用いられる。たとえば金属電極としてゲル
マニウムシリコンを用いる場合には、まずシリコン基板
１の表面全面にゲルマニウム層２ｂが形成され、熱処理
が施される。この熱処理により、開口４ｂ内においてシ
リコン基板１と接するゲルマニウム層がシリコンと反応
してゲルマニウムシリコンとなる。この後、金属電極を
形成するためにパターニングが行なわれる。

【００５２】第１および第２の実施例においては白金と
白金シリサイドを選択的にエッチングできるエッチャン
トが存在するため、白金シリサイドのみを選択的に残存
させることが可能である。これに対して、ゲルマニウム
とゲルマニウムシリコンとを選択的にエッチングできる
エッチャントは存在しない。これはイリジウムとイリジ
ウムシリサイドについても同様である。このため、ウェ
ットエッチによるエッチングではなくドライエッチング
により金属電極のパターニングが行なう必要がある。よ
って、図１０に示すようにゲルマニウムシリコンの表面
上にレジストパターン１３ｄが形成される。この後、こ
のレジストパターン１３ｄをマスクとしたエッチングに
より金属電極のパターニングが行なわれる。

【００５３】しかしながら、レジストパターン１３ｄの
形成時において、マスクの重ね合せずれが生じる場合が
ある。

【００５４】図１１は、レジストパターン形成時におい
てマスクの重ね合せずれが生じた様子を示す概略断面図
である。図１１を参照して、本来、開口４ｂ真上に正確
にパターニングされるべきレジストパターン１３ｄは、
マスクの重ね合せずれによりその位置が寸法Ｌ₁ 分だけ
ずれて形成されている。この状態で下層のゲルマニウム
およびゲルマニウムシリコンにドライエッチングが施さ
れると図１２に示す状態となる。

【００５５】図１２を参照して、上記のドライエッチン
グにより金属電極２ｃが形成されるが、マスクの重ね合
せずれによりシリコン基板１の一部表面（領域Ｐ）が露
出する。このシリコン基板１の露出表面はドライエッチ
ングにより結晶欠陥などの損傷を受けている。このた
め、この結晶欠陥などの損傷部からリーク電流が生じる
という問題点があった。

【００５６】本発明の第３の実施例における１０μｍ帯
用赤外線検出器の製造方法においては、金属電極をパタ
ーニングする時のマスクの寸法を変えることにより上記
の問題点を解決している。

【００５７】図１３は、本発明の第３の実施例における
１０μｍ帯用赤外線検出器の製造方法において、金属電
極のパターニング時にマスクとして用いられるレジスト
パターンの形状を示す概略断面図である。図１３を参照
して、レジストパターン５１は、マスクの重ね合せずれ
が生じてもシリコン基板１の露出部分を生じないように
開口４ｂの端部からマスクの重ね合せずれによるずれ量
Ｌ₁ 以上の寸法Ｌ₂ 分だけ両端に延びるような形状を有
している。これにより、レジストパターン５１の形成時
においてマスクの重ね合せずれが生じた場合でもレジス
トパターン５１は常に開口４ｂの上方を覆っている。こ
のため、このレジストパターン５１をマスクとして金属
電極をパターニングする場合、シリコン基板１の表面が
露出することはない。このようなレジストパターン５１
をマスクとして金属電極をパターニングした場合、金属
電極の形状は図１４に示すようになる。

【００５８】図１４を参照して、形成された金属電極５
０は、その両端において素子分離酸化膜４の表面上に乗
上げた形状（以下、オーバーラップ構造とする）を有し
ている。この金属電極５０は、開口４ｂ内においてシリ
コン基板１と接する部分はゲルマニウムシリコンもしく
はイリジウムシリサイドであり、シリコン酸化膜上に乗
上げている部分はゲルマニウムもしくはイリジウムより
なっている。

【００５９】このような製造工程により第３の実施例に
おける１０μｍ帯用赤外線検出器を製造するため、開口
４ｂ内においてシリコン基板１が露出することはない。
よって、露出部においてドライエッチングにより結晶欠
陥などの損傷を受けることはなく、この損傷部からリー
ク電流が発生することもない。

【００６０】なお、第３の実施例においては、金属電極
２のオーバーラップ構造を図１に示す赤外線検出器に適
用した場合について述べたが、図８に示す第２の実施例
の赤外線検出器もしくは図１７に示す従来の赤外線検出
器に適用してもよい。

【００６１】この場合、図１５に示す構成が金属電極２
のオーバーラップ構造を図８に示す第２の実施例の構成
に適用させたものであり、図１６に示す構成が図１７に
示す従来の構成に適用させたものである。

【００６２】

【発明の効果】本発明の半導体装置では、第１の不純物
濃度よりも小さい第２の不純物濃度を有する第２導電型
の第２不純物領域が分離不純物領域と第１不純物領域と
に挟まれる半導体基板の領域に形成されている。このた
め、第１導電型の分離不純物領域と比較的低濃度の第２
不純物領域とにより形成されるｐｎ接合での逆方向リー
ク電流が小さくなる。従って、飽和電荷量の大きい高性
能な半導体装置を得ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における３〜５μｍ帯用
赤外線検出器の構成を概略的に示す断面図である。

【図２】本発明の第１の実施例における３〜５μｍ帯用
赤外線検出器の製造方法の第１工程を示す概略断面図で
ある。

【図３】本発明の第１の実施例における３〜５μｍ帯用
赤外線検出器の製造方法の第２工程を示す概略断面図で
ある。

【図４】本発明の第１の実施例における３〜５μｍ帯用
赤外線検出器の製造方法の第３工程を示す概略断面図で
ある。

【図５】本発明の第１の実施例における３〜５μｍ帯用
赤外線検出器の製造方法の第４工程を示す概略断面図で
ある。

【図６】本発明の第１の実施例における３〜５μｍ帯用
赤外線検出器の製造方法の第５工程を示す概略断面図で
ある。

【図７】本発明の第１の実施例における３〜５μｍ帯用
赤外線検出器の製造方法の第６工程を示す概略断面図で
ある。

【図８】本発明の第２の実施例における３〜５μｍ帯用
赤外線検出器の構成を概略的に示す断面図である。

【図９】本発明の第２の実施例における３〜５μｍ帯用
赤外線検出器の製造方法の１工程を示す概略断面図であ
る。

【図１０】図１に示す構造を有する１０μｍ帯用赤外線
検出器の製造方法の１工程を示す概略断面図である。

【図１１】図１に示す構造を有する１０μｍ帯用赤外線
検出器の製造方法において弊害が生じる様子を示す概略
断面図である。

【図１２】図１に示す構造を有する１０μｍ帯用赤外線
検出器の製造方法において弊害が生じる様子を示す概略
断面図である。

【図１３】本発明の第３の実施例における１０μｍ帯用
赤外線検出器の製造方法の１工程を示す概略断面図であ
る。

【図１４】本発明の第３の実施例における１０μｍ帯用
赤外線検出器の構成を概略的に示す断面図である。

【図１５】本発明の第２の実施例に金属電極のオーバー
ラップ構造を適用した場合の１０μｍ帯用赤外線検出器
の構成を概略的に示す断面図である。

【図１６】従来例に金属電極のオーバーラップ構造を適
用した場合の１０μｍ帯用赤外線検出器の構成を概略的
に示す断面図である。

【図１７】従来の赤外線検出器の構成を概略的に示す断
面図である。

【図１８】従来の３〜５μｍ帯用赤外線検出器の製造方
法の第１工程を示す概略断面図である。

【図１９】従来の３〜５μｍ帯用赤外線検出器の製造方
法の第２工程を示す概略断面図である。

【図２０】従来の３〜５μｍ帯用赤外線検出器の製造方
法の第３工程を示す概略断面図である。

【図２１】従来の３〜５μｍ帯用赤外線検出器の製造方
法の第４工程を示す概略断面図である。

【図２２】従来の３〜５μｍ帯用赤外線検出器の製造方
法の第５工程を示す概略断面図である。

【図２３】従来の１０μｍ帯用赤外線検出器の製造方法
の１工程を示す概略断面図である。

【符号の説明】

１、２１ ｐ型シリコン基板 ２、２２ 金属電極 ３ａ、２３ａ ｎ^- 不純物領域 ３ｂ、２３ｂ ｎ⁺ 不純物領域 ４、２４ 素子分離酸化膜 ５、２５ ｐ型不純物領域

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 主表面を有する第１導電型の半導体基板
   と、 前記半導体基板の素子形成領域を分離するように前記半
   導体基板の主表面に形成された分離絶縁膜と、 前記分離絶縁膜の下面に接するように前記半導体基板に
   形成された第１導電型の分離不純物領域と、 前記素子形成領域の前記半導体基板の主表面に接し、前
   記半導体基板とショットキ接合を形成する電極層と、 前記電極層の端部に接するように前記半導体基板の主表
   面に形成された第１の不純物濃度を有する第２導電型の
   第１不純物領域と、 前記分離不純物領域と前記第１不純物領域とに挟まれる
   前記半導体基板の領域に形成され、第１の不純物濃度よ
   りも小さい第２の不純物濃度を有する第２導電型の第２
   不純物領域とを備えた、半導体装置。