JPH07162025A - 半導体紫外線センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 暗電流およびノイズが少なく、しかも、ＵＶ
透過フィルタを用いることなく、ＵＶ光だけに感度を持
つ半導体ＵＶセンサを実現する。 【構成】 Ｎ型単結晶Ｓｉ基板２１内には酸化Ｓｉ膜２
２が形成されており、ＳＩＭＯＸウエハになっている。
この酸化Ｓｉ層２２上のＮ型Ｓｉ層２３には、Ｎ⁺ 型の
高濃度不純物層２４が形成されており、さらに、この上
にはＰ⁺ 層２９が形成されている。また、Ｎ型Ｓｉ層２
３にはＮ⁺ 領域２６が形成されており、このＮ⁺ 領域２
６に接触してアルミ金属配線３０ａが形成されている。
また、基板表面のバッファ酸化膜２５が一部除去され、
Ｐ⁺ 層２９に接触したアルミ金属配線３０ｂが形成され
ている。ＰＮ接合に逆バイアスを加えると、Ｐ⁺ 層２９
からは空乏層３１が広がるが、Ｓｉ酸化膜層２２には届
かない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、紫外線に対しては高感
度，可視光から赤外線に対しては感度が無い半導体紫外
線センサに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の代表的な紫外線センサと
しては、断面構造が図５に示されるものがある。

【０００３】このセンサはＮ型シリコン（Ｓｉ）基板１
に形成されており、この基板１には、紫外（ＵＶ）域に
高感度を出すため、Ｓｉ−Ｓｉ酸化膜の界面にいわゆる
界面準位が少ない（１００）ウエハが一般的に使用され
る。このＳｉ基板１の所定領域にボロン（Ｂ）がイオン
注入され、Ｐ⁺ 型不純物層２が形成されている。ＵＶ高
感度とするためには、このＰ⁺ 型不純物層２は出来る限
り薄いことが望ましく、イオン注入技術によって約０．
３μｍと浅く形成されている。Ｓｉ基板１およびＰ⁺ 型
不純物層２の表面にはＳｉ酸化膜３が形成されており、
Ｓｉ酸化膜３の一部を貫通してＰ⁺ 型不純物層２に電気
的に接触したアルミニウム（Ａｌ）電極４が形成されて
いる。また、Ｓｉ酸化膜３の他の部分を貫通してＡｌ電
極５が形成されており、電極５とＳｉ基板１との接触部
には、オーミックコンタクトをとるためのＮ⁺ 型拡散層
６が形成されている。

【０００４】図６はこのように形成された上記ホトダイ
オードの分光感度特性を示すグラフであり、同グラフの
横軸は入射光の波長［ｎｍ］，縦軸は放射感度［Ａ／
Ｗ］を示している。同グラフに示すように、上記ホトダ
イオードは近赤外域まで感度があり、感度のピークは９
００［ｎｍ］になっている。これはＳｉウエハの厚みが
５００μｍ程度あるため、近赤外域までの入射光を吸収
するからである。従って、上記ホトダイオードをそのま
まＵＶセンサに用いると、紫外域以外の光に対しても反
応してしまう。よって、このホトダイオードをＵＶセン
サとして使用するためには、可視域から近赤外域までの
感度を何等かの方法でカットする必要がある。このた
め、従来においては、ホトダイオードの入射面前面にＵ
Ｖ透過フィルタ７を設け、このＵＶ透過フィルタ７によ
って入射光の長波長光をカットしていた。この結果、紫
外光だけが上記ホトダイオードに照射され、ホトダイオ
ードの出力はＵＶ光だけに感応するものとなり、半導体
ＵＶセンサとして使用されていた。

【０００５】しかしながら、このような半導体ＵＶセン
サには幾つかの問題点があった。まず、ＵＶ透過フィル
タ７のコストがホトダイオードのチップ単価よりも高い
ことである。さらに、フィルタ７をホトダイオードに貼
るための組み立て工賃を考慮すると、ＵＶセンサとして
の製品価格はどうしても高いものとなってしまった。さ
らに、ＵＶ透過フィルタ７は使用中にＵＶ光によって劣
化を生じ、次第に透過率が低下してしまうといった問題
もあった。

【０００６】このため、従来このような不都合を解消す
るため、ＵＶ透過フィルタを用いることなく、ＵＶ光だ
けに感度を持つ半導体ＵＶセンサを実現させる技術が、
例えば特開平１−３０９３８７号公報に開示されてい
る。同公報においては、図７（ａ）に示すＳＩＭＯＸ
（サイモクス：Separation by Implanted Oxygen) ウエ
ハを用いてＵＶセンサが形成されている。つまり、Ｎ型
Ｓｉ基板１１に酸素イオンが１５０ＫｅＶの加速電圧、
１．２×１０¹⁸ｃｍ^-2のドーズ量でイオン注入されてＳ
ｉ酸化膜１２が形成されている。このＳｉ酸化膜１２上
には表面Ｓｉ層１３があり、ＳＩＭＯＸウエハにはＳＯ
Ｉ（シリコン・オン・インシュレータ）構造が形成され
ている。

【０００７】ＵＶセンサはこのＳＩＭＯＸウエハに同図
（ｂ）に示すように形成されている。つまり、表面Ｓｉ
層１３上に厚さ１μｍの単結晶Ｓｉ層がエピタキシャル
成長され、Ｎ型Ｓｉ層１４が形成されている。さらに、
このＮ型Ｓｉ層１４の表層部の一部にアクセプタ不純物
が選択的にイオン注入され、Ｐ⁺ 層１５が形成されてい
る。このＰ⁺ 層１５とＮ型Ｓｉ層１４とはＰＮ接合を形
成し、ホトダイオードを構成している。また、基板表面
にはＳｉ酸化膜１６が形成されている。Ｎ⁺ 型の高濃度
不純物領域１７に接触した電極１８、およびＰ⁺ 層１５
に接触した電極１９に電圧を印加し、ＰＮ接合に逆バイ
アスを加えると、図示される空乏層２０が形成される。
同公報では、このようなホトダイオードの厚さは１μｍ
程度であるため、短波長の紫外線がここで吸収され、紫
外線にだけ感度を持つ半導体ＵＶセンサが実現される旨
が記載されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の半導体ＵＶ
センサ構造においては、酸化膜１２上のＮ型Ｓｉ層１４
の厚さが１μｍ強、Ｐ⁺ 層１５の厚さが０．２〜０．３
μｍあり、Ｐ⁺ Ｎ接合面の下に空乏層２０が広がってい
る。空乏層は不純物濃度が低い方へ広がるため、空乏層
２０はほとんどがＮ型Ｓｉ層１４の方に向かって広が
る。従って、空乏層２０は実際には空乏層下のＳｉ酸化
膜１２に到達しているものと考えられる。このため、従
来においては受光感度の低下を起こすといった問題があ
った。つまり、Ｓｉ層−Ｓｉ酸化膜の界面には結晶性の
不連続に伴う界面準位が多数存在しており、このため、
空乏層がこの界面に到達すると暗電流が急激に増える。
上記従来の半導体ＵＶセンサ構造では正にこの現象が起
き、半導体ＵＶセンサの暗電流が増大し、さらに、ノイ
ズの原因になっていた。

【０００９】また、この空乏層によってＰ⁺ 層１５の下
に位置するＮ型Ｓｉ層１４の全てが空乏化してしまうた
め、電極１８，１９間の直列抵抗が極端に高くなり、光
検出の応答速度は非常に低速な応答しか示さなくなる。
つまり、Ｐ⁺ 層１５の中央付近で生じ、空乏層２０内に
注入された信号電荷は、空乏層２０内を弱いドリフト電
界に乗って基板の横方向に向かい、電極１８，１９にま
で移動しなくてはならないからである。また、このた
め、信号電荷が走行する距離は長くなり、長距離を走る
間に信号電荷が再結合して失われる率が高まる。よっ
て、一旦生じた信号電荷が検出信号として貢献できなく
なることがあり、ＵＶ光検出の感度低下を起こすといっ
た問題も生じた。

【００１０】また、図７に示される上記従来の半導体Ｕ
Ｖセンサにおいては、ＳＩＭＯＸウエハにおけるＳｉ酸
化膜１２上の表面Ｓｉ層１３の厚さは数千Åしかない。
このため、前述したように、Ｓｉ酸化膜１２上の表面Ｓ
ｉ層１３上にさらに約１μｍのＳｉ層をエピタキシャル
成長してＳＩＭＯＸウエハ表面のＳｉ厚の上乗せを行
い、Ｐ⁺ 層１５の形成時にＰ⁺ 層がＳｉ酸化膜１２にま
で到達しないよう、Ｐ⁺層１５とＳｉ酸化膜１２との間
の距離を確保する必要がある。よって、上記従来の半導
体ＵＶセンサにおいては、Ｓｉ酸化膜１２上のＳｉ層１
４の厚さは全体として１μｍ以上になってしまう。この
程度のＳｉ膜厚があると、ＵＶセンサはＵＶ光から青
色、緑色の光までを有効に吸収するようになり、ＵＶ光
から青色、緑色の光までに感度を持つようになる。従っ
て、ＵＶ光だけに感度を有する半導体ＵＶセンサにする
には、ＵＶ透過フィルタが必要になり、前述した問題が
再び生じてしまう。

【００１１】また、ＳＩＭＯＸウエハ上にＳｉ層を上乗
せするため、このウエハ上に良質なエピタキシャル成長
層を形成することが非常に困難な点も、従来の問題であ
った。つまり、ＳＩＭＯＸウエハにおけるＳｉ酸化膜１
２上のＳｉ層１４には酸素イオン注入時の残留欠陥があ
る程度残されており、また、エピタキシャル成長は非常
に高温で行われ、この欠陥層を核としてさらに欠陥層が
増長されるからである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明はこのような課題
を解消するためになされたもので、第１導電型のシリコ
ン基板内に形成された絶縁層と、この絶縁層上のシリコ
ン層に形成された第２導電型の高濃度不純物層とを備え
て形成された半導体紫外線センサにおいて、絶縁層と第
２導電型の高濃度不純物層との間に、第１導電型の高濃
度不純物層が存在しているものである。

【００１３】

【作用】第２導電型の高濃度不純物層から絶縁層へ伸び
る空乏層の広がりは、絶縁層上にある第１導電型の高濃
度不純物層によって遮られ、空乏層の広がりは絶縁層に
まで届かない。

【００１４】また、空乏層が広がっても、この空乏層と
絶縁層との間にある第１導電型の高濃度不純物層が全て
空乏化してしまうことはなく、空乏層の下には空乏化し
ていない低抵抗な第１導電型高濃度不純物層が存在す
る。

【００１５】また、絶縁層上に第１導電型の高濃度不純
物層が存在するため、第２導電型の高濃度不純物層の形
成時にこの第２導電型の高濃度不純物層が絶縁層にまで
拡散することはなく、絶縁層上のＳｉ層を上乗せして形
成する必要はない。

【００１６】

【実施例】図２および図３は本発明の一実施例による半
導体ＵＶセンサの製造方法を示す工程断面図であり、以
下これら各図を用いて本実施例による半導体ＵＶセンサ
の製造方法について説明する。

【００１７】まず、面方位が（１００）方向、比抵抗が
１Ω−ｃｍ、厚さが５００μｍのＮ型の単結晶Ｓｉ半導
体基板２１に酸素原子がイオン注入される。このイオン
注入は、ドーズ量が０．４×１０¹⁸ｃｍ^-2、加速電圧が
１８０ｋｅＶで行われる。このイオン打ち込み後、１３
２０℃の温度で基板２１に熱処理が加えられることによ
り、打ち込まれた酸素原子と基板２１とが反応し、Ｓｉ
基板内部にＳｉ酸化膜層２２が形成される（図２（ａ）
参照）。この技術はＳＩＭＯＸと言われる。上記した条
件で形成されたＳｉ酸化膜層２２の厚みは８００Å、こ
のＳｉ酸化膜層２２上にあるＮ型Ｓｉ層２３の厚みは３
０００Åであった。Ｓｉ層２３の表面の比抵抗は、元の
Ｓｉ半導体基板２１の比抵抗に等しい。

【００１８】比抵抗については、デバイスによってはさ
らに低抵抗の方が好ましい場合があるが、実用的には、
１Ω−ｃｍより低抵抗なウエハをＳＩＭＯＸとすること
は、Ｎ型，Ｐ型に関わらず出来ない。つまり、上述した
ように、打ち込んだ酸素原子の活性化は１３２０℃とい
う非常に高い温度で行われるので、使用する熱処理炉は
通常の石英のものでは適当でなく、シリコン・カーバイ
ドで作られた管が用いられる。ところが、この管は洗浄
が非常に困難なので、一旦汚染されると、高価なのにも
関わらず使い捨てにせざるを得ない。また、熱処理する
基板の不純物濃度が高いと、熱処理中にそれがアウト・
ディフュージョンして管内壁を汚染し、管の寿命を縮め
てしまう。こういった理由により、比抵抗の低減には限
度がある。

【００１９】次に、ＳＩＭＯＸウエハ全面にＮ型不純物
源である燐（Ｐ）または砒素（Ａｓ）がイオン注入さ
れ、結晶内のＳｉ酸化膜層２２に沿った位置にＮ⁺ 型の
高濃度不純物層２４が形成される（同図（ｂ）参照）。
注入源として燐を使用するとすると、表面Ｓｉ層２３の
膜厚が３０００Åなので、イオン注入の加速電圧は２０
０ｋｅＶが適当である。その後、注入原子の活性化と、
ダメージの回復のための熱処理が行われる。

【００２０】次に、形成したＳＩＭＯＸウエハ上にバッ
ファ酸化膜２５が形成される（同図（ｃ）参照）。酸化
を行うとＳｉと酸素とが反応し、表面のＳｉ層２３の厚
さも徐々に薄くなる。ＳＩＭＯＸウエハでは表面Ｓｉ層
２３の厚さが３０００Åしかないので、バッファ酸化膜
２５の膜厚は１０００Åとし、表面Ｓｉ層２３は出来る
限り厚いままに残しておく。なお、酸化によって酸化膜
になるＳｉ層の量は酸化膜厚のおよそ１／２である。

【００２１】このバッファ酸化膜２５は次の役割をす
る。つまり、後述する工程で受光面を構成するＰ⁺ 領域
をＳｉ層２３に形成するが、このＰ⁺ 領域の不純物プロ
ファイルがＵＶ感度に大きく影響する。不純物プロファ
イルは、Ｓｉ層２３と基板表面のバッファ酸化膜２５と
の界面が不純物濃度のピーク点になり、以降、深くなる
に従って徐々に不純物濃度が下がるのが望ましい。基板
表面に酸化膜のないベア−なＳｉ基板にイオン注入を行
うと、加速電圧で決められる飛程のところが不純物濃度
のピーク点になり、いわゆるハイ・ロー・ジャンクショ
ンを形成する。このため、ピーク濃度より浅い基板表面
側の部分はデッド・レイヤーになり、光電変換に寄与で
きなくなる。ボロン（Ｂ）を３０ｋｅＶでイオン注入し
たときの飛程はおよそ１０００Åであるから、これをベ
ア−なＳｉ基板にイオン注入すると、基板表面から１０
００Å入ったところに不純物濃度のピークができる。従
って、ベア−なＳｉ基板にそのまま不純物をイオン注入
した場合には、不純物ピーク点より浅いところで生じた
光電荷はＰＮ接合方面に移動できず、表面Ｓｉ層−Ｓｉ
酸化膜の界面方向に移動し、光電荷は界面準位を介して
再結合し、消滅する。例えば、波長２００ｎｍ〜３００
ｎｍのＵＶ光のシリコン中の吸収長は約１００Åである
から、入射光のほとんどはデッド・レイヤーで吸収され
ることになる。従って、このような不純物プロファイル
のホトダイオードではＵＶ光に対して感度を出すことが
不可能になる。すなわち、バッファ酸化膜２４の役割
は、１０００Åのこのバッファ酸化膜２４を通してイオ
ン注入することにより、Ｐ⁺ 領域における不純物濃度の
ピークを入射面表面に一致させることにあり、受光感度
のないデッド・レイヤーを形成しないようにすることに
ある。

【００２２】バッファ酸化膜２５の形成後、次に、Ｎ⁺
領域２６が形成される（同図（ｄ）参照）。このＮ⁺ 領
域２６は単にＳｉ基板２１とのコンタクトをとるための
ものであり、次のように形成される。まず、バッファ酸
化膜２５上にレジスト２７が塗布され、このレジスト２
７が所定形状にパターニングされる。次に、レジスト２
７を残したまま燐または砒素がイオン注入され、Ｎ⁺ 領
域２６が形成される。この際、レジスト２７がある部分
は注入原子がレジスト２７内でストップするため、Ｓｉ
層内にＮ⁺ 層は形成されない。このＮ⁺ 領域２６の不純
物プロファイルは余り重要ではない。例えば、注入原子
が燐ならば、５０ｋｅＶから１００ｋｅＶ程度の加速電
圧でイオン注入すればよい。イオン注入後、レジスト２
７が除去されて熱処理が行われ、イオン注入層のダメー
ジの回復と注入原子の活性化が行われる。このようにバ
ッファ酸化膜２５を介さずにイオン注入するのは、Ｎ⁺
領域２６の不純物プロファイルが重要ではないことと、
バッファ酸化膜２５をエッチングすることによって基板
表面に段差を設け、Ｎ⁺ 領域２６がどこに存在するのか
が目視出来るようにするためである。

【００２３】次に、前述したＰ⁺ 領域を形成するための
レジスト２８が基板表面に塗布され、このレジスト２８
が所定形状にパターニングされる。引き続いて、このレ
ジスト２８をマスクにし、バッファ酸化膜２５を通して
ボロンがイオン注入される。このイオン注入によって前
述したＰ⁺ 領域２９が形成される（図３（ｅ）参照）。
このＰ⁺ 領域２９の不純物プロファイルは前述したよう
にＵＶ感度を高める上で非常に重要である。今、バッフ
ァ酸化膜２５の膜厚が１０００Åで、Ｐ型不純物として
ボロンを用いるならば、３０ｋｅＶの加速電圧でイオン
注入すれば、デッド・レイヤーなしでＰ⁺ 領域２９を形
成することができ、高いＵＶ感度を得ることが可能とな
る。注入量は１×１０¹⁴ｃｍ^-2が適当である。イオン注
入後レジスト２８が除去され、イオン注入層のダメージ
の回復と注入原子の活性化のための熱処理が行われる。

【００２４】最後に、露出したＮ⁺ 領域２６に電気的に
接してアルミ金属配線３０ａが形成される。また、バッ
ファ酸化膜２５が選択的に除去され、露出したＰ⁺ 領域
２９に電気的に接してアルミ金属配線３０ｂが形成され
る（同図（ｆ）参照）。

【００２５】図１は、このようにして製造された半導体
ＵＶセンサの断面図を示している。なお、同図におい
て、図３と同一部分には同一符号を付してその説明は省
略する。また、図４のグラフは、図１のＡ−Ｂ線に沿っ
た断面における、ボロン（Ｂ）と燐（Ｐ）との各不純物
プロファイルを示している。同グラフの横軸は基板表面
からの深さ［μｍ］、縦軸は不純物濃度［ｃｍ^-3］を示
している。同グラフに示すように、受光部を形成するＰ
⁺ 領域２９の不純物濃度は１×１０¹⁹ｃｍ^-3、Ｓｉ酸化
膜層２２に沿って形成された埋め込みＮ⁺ 不純物層２４
の濃度は１×１０¹⁸ｃｍ^-3であった。また、ＰＮ接合は
Ｐ⁺ 領域２９の表面から０．１μｍのところにできてい
る。

【００２６】このような構造の半導体ＵＶセンサにおい
て、金属配線３０ａに正極性の電圧、金属配線３０ｂに
負極性の電圧が印加される。この電圧印加によってＰＮ
接合には逆バイアスが加わり、Ｐ⁺ 領域２９からは図１
に示す空乏層３１が広がる。この空乏層３１の広がりは
印加電圧に応じて変化する。つまり、ＰＮ接合にバイア
スが加わっていないときには、空乏層３１の広がりは図
４のグラフの範囲ａに示される広がりであるが、−３
［Ｖ］の逆バイアス時には同グラフの範囲ｂまで広が
る。さらに、逆バイアスが−５［Ｖ］まで高じると、空
乏層３１は同グラフの範囲ｃまで広がる。空乏層３１は
どちらかと言うと不純物が低濃度の側のＮ⁺高濃度不純
物層２４の側、つまり、同グラフの右側へ広がってい
く。しかし、不純物にＰを含むＮ⁺ 型高濃度不純物層２
４の全てが空乏化することはなく、空乏層３１とＳｉ酸
化膜層２２との間にはＮ⁺ 層が残されていることが同グ
ラフから理解される。

【００２７】すなわち、本実施例による半導体ＵＶセン
サにおいては、Ｐ⁺ 領域２９からＳｉ酸化膜層２２へ伸
びる空乏層３１の広がりは、Ｓｉ酸化膜層２２上にある
Ｎ⁺型高濃度不純物層２４によって遮られる。従って、
従来のように空乏層が結晶内のＳｉ酸化膜まで到達しな
くなり、界面準位の多数存在するＳｉ層−Ｓｉ酸化膜の
界面に空乏層が接触しなくなる。このため、暗電流の増
大が抑制され、さらに、ノイズの発生が低減される。ま
た、空乏層３１が広がっても、Ｎ⁺ 型高濃度不純物層２
４の全てが空乏化せず、空乏層３１の下には空乏化して
いない低抵抗なＮ⁺ 型高濃度不純物層２４が存在する。
従って、空乏層３１内に注入された信号電荷は、従来の
ように空乏層内を弱いドリフト電界に乗って基板横方向
に移動することはなく、空乏層３１の直下にあるＮ⁺ 型
高濃度不純物層２４に直ちに到達する。このため、ＵＶ
光の入射によって生じた信号電荷は直ちにセンサ外部に
検出され、ＵＶ光検出の応答速度は高まる。さらに、生
じた信号電荷の走行距離は短くなるため、信号電荷が長
距離を走行する途中に再結合して失われる率は低減す
る。このため、ＵＶ光入射によって生じた信号電荷のほ
とんどが信号検出に寄与し、ＵＶ光検出の感度は高ま
る。

【００２８】また、Ｓｉ酸化膜層２２上にＮ⁺ 型高濃度
不純物層２４が存在するため、Ｐ⁺層２９の形成時に、
このＰ⁺ 層２９がＳｉ酸化膜層２２にまで拡散すること
はない。つまり、本実施例による半導体ＵＶセンサ構造
によれば、Ｓｉ酸化膜層２２上にＳｉ層を従来のように
上乗せして形成する必要はない。従って、Ｓｉ酸化膜層
２２上のＳｉ層２３の膜厚は薄くなり、ＵＶ光だけに感
度を有する膜厚にすることができる。このため、本実施
例によれば、従来問題となったＵＶ透過フィルタを用い
ることなく、ＵＶ光だけに感度を有する半導体ＵＶセン
サを実現することが可能になる。また、ＳＩＭＯＸウエ
ハ上にＳｉ層を上乗せする必要がないため、従来のよう
に、ＳＩＭＯＸウエハ上に良質なエピタキシャル成長層
を形成するといった困難なプロセスが不要になる。

【００２９】なお、上記実施例の説明においては、Ｓｉ
基板にＮ型単結晶Ｓｉ基板２１を用いた場合について説
明したが、逆の導電タイプであっても上記実施例は有効
である。つまり、Ｎ型単結晶Ｓｉ基板２１の代わりにＰ
型単結晶Ｓｉ基板、Ｎ型Ｓｉ層２３の代わりにＰ型Ｓｉ
層、Ｎ⁺ 型高濃度不純物層２４の代わりにＰ⁺ 型高濃度
不純物層、Ｐ⁺ 層２９の代わりにＮ⁺ 層を用いて半導体
ＵＶセンサを形成しても良く、この場合においても上記
実施例と同様な効果が奏される。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、第
２導電型の高濃度不純物層から絶縁層へ伸びる空乏層の
広がりは、絶縁層上にある第１導電型の高濃度不純物層
によって遮られ、空乏層の広がりは絶縁層にまで届かな
い。このため、空乏層が界面準位の多いＳｉ層−絶縁層
の界面に接触しなくなり、半導体ＵＶセンサにおける暗
電流の増大が抑制され、ノイズの発生も低減される。

【００３１】また、空乏層が広がっても、この空乏層と
絶縁層との間にある第１導電型の高濃度不純物層が全て
空乏化してしまうことはなく、空乏層の下には空乏化し
ていない低抵抗な第１導電型高濃度不純物層が存在す
る。このため、電極間の直列抵抗が大きくなることはな
く、信号電荷は直ちにかつ漏れなくセンサ外部に検出さ
れ、半導体ＵＶセンサの応答速度は高まり、しかも、検
出感度が高まる。

【００３２】また、絶縁層上に第１導電型の高濃度不純
物層が存在するため、第２導電型の高濃度不純物層の形
成時にこの第２導電型の高濃度不純物層が絶縁層にまで
拡散することはなく、絶縁層上のＳｉ層を上乗せして形
成する必要はない。このため、絶縁層上のＳｉ層の膜厚
は薄くなり、ＵＶ透過フィルタを用いることなく、ＵＶ
光だけに感度を有する半導体ＵＶセンサが実現されるよ
うになる。また、従来のように、ＳＩＭＯＸウエハ上に
良質なエピタキシャル成長層を形成するといった困難な
プロセスが不要になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による半導体ＵＶセンサの構
造を示す断面図である。

【図２】本実施例による半導体ＵＶセンサの製造工程の
前半を示す工程断面図である。

【図３】本実施例による半導体ＵＶセンサの製造工程の
後半を示す工程断面図である。

【図４】本実施例による半導体ＵＶセンサの不純物プロ
ファイルを示すグラフである。

【図５】従来の第１の半導体ＵＶセンサを示す断面図で
ある。

【図６】従来の第１の半導体ＵＶセンサを構成するホト
ダイオードの分光感度特性を示すグラフである。

【図７】従来の第２の半導体ＵＶセンサを示す断面図で
ある。

【符号の説明】

２１…単結晶Ｓｉ半導体基板、２２…Ｓｉ酸化膜層、２
３…Ｎ型Ｓｉ層、２４…Ｎ⁺ 型高濃度不純物層、２５…
バッファＳｉ酸化膜、２６…Ｎ⁺ 領域、２９…Ｐ⁺ 層、
３０ａ，ｂ…アルミ配線金属、３１…空乏層。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１導電型のシリコン基板内に形成され
   た絶縁層と、この絶縁層上のシリコン層に形成された第
   ２導電型の高濃度不純物層とを備えて形成された半導体
   紫外線センサにおいて、前記絶縁層と第２導電型の前記
   高濃度不純物層との間に、第１導電型の高濃度不純物層
   が存在することを特徴とする半導体紫外線センサ。
2. 【請求項２】 前記絶縁層はＮ型の単結晶シリコン基板
   内に形成された酸化シリコン層であり、第２導電型の前
   記高濃度不純物層はＰ型の高濃度不純物層であり、第１
   導電型の前記高濃度不純物層はＮ型の高濃度不純物層で
   あることを特徴とする請求項１記載の半導体紫外線セン
   サ。