JPH07321368A - フォトダイオード - Google Patents
フォトダイオードInfo
- Publication number
- JPH07321368A JPH07321368A JP6114874A JP11487494A JPH07321368A JP H07321368 A JPH07321368 A JP H07321368A JP 6114874 A JP6114874 A JP 6114874A JP 11487494 A JP11487494 A JP 11487494A JP H07321368 A JPH07321368 A JP H07321368A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- refractive index
- reaction
- antireflection film
- mixed
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 入射光を効率的に屈折させ、反射防止効果を
向上させる。また、反射防止膜の屈折率を任意に設計で
き、基板や検出光波長に対してフレキシブルに設計でき
るフォトダイオードを提供する。 【構成】 反射防止膜を基板の受光面上に形成する際
に、膜の膜厚方向における屈折率を、連続的に増加する
よう形成されている。
向上させる。また、反射防止膜の屈折率を任意に設計で
き、基板や検出光波長に対してフレキシブルに設計でき
るフォトダイオードを提供する。 【構成】 反射防止膜を基板の受光面上に形成する際
に、膜の膜厚方向における屈折率を、連続的に増加する
よう形成されている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、フォトダイオードに関
し、例えば光通信や計測等、受光素子が用いられる分野
に利用される。更に詳しくは、フォトダイオードの受光
面に設けられる反射防止膜に関する。
し、例えば光通信や計測等、受光素子が用いられる分野
に利用される。更に詳しくは、フォトダイオードの受光
面に設けられる反射防止膜に関する。
【０００２】
【従来の技術】受信感度を決定する量子効率を低下させ
る要因として、受光素子表面での入射光の反射がある。
この入射光の反射率を極力小さくするために、受光素子
表面に反射防止膜を設け、入射光を結晶内に導くことが
できるようにすることが従来より行われている。
る要因として、受光素子表面での入射光の反射がある。
この入射光の反射率を極力小さくするために、受光素子
表面に反射防止膜を設け、入射光を結晶内に導くことが
できるようにすることが従来より行われている。
【０００３】例えば、フォトダイオード素子の受光部表
面に単層の絶縁膜を設け、その使用波長において、最小
の反射率となるように膜厚を最適化する技術や、特開昭
５９−４１８７６号公報に記載されている技術がある。
この後者の技術では、図４に示すように、ｎ形基板１０
の上部にｐ層部１２及びｎ層部１３が形成されており、
それぞれ電極１７ｂ，１７ａが形成されている。また、
このｐ層部１２の受光面１１の上部にＳｉＮ／ＳｉＯ2
等の複数の絶縁膜が、反射防止膜１５，１６として積層
されている。これらの反射防止膜１５，１６の膜厚及び
屈折率はそれぞれ（ｔa , ｎa ），（ｔb ｎb ）であ
る。この例では、使用する波長において、反射率が最小
となるように、反射防止膜１５，１６の膜厚が決定さ
れ、これにより最適化する構成となっている。
面に単層の絶縁膜を設け、その使用波長において、最小
の反射率となるように膜厚を最適化する技術や、特開昭
５９−４１８７６号公報に記載されている技術がある。
この後者の技術では、図４に示すように、ｎ形基板１０
の上部にｐ層部１２及びｎ層部１３が形成されており、
それぞれ電極１７ｂ，１７ａが形成されている。また、
このｐ層部１２の受光面１１の上部にＳｉＮ／ＳｉＯ2
等の複数の絶縁膜が、反射防止膜１５，１６として積層
されている。これらの反射防止膜１５，１６の膜厚及び
屈折率はそれぞれ（ｔa , ｎa ），（ｔb ｎb ）であ
る。この例では、使用する波長において、反射率が最小
となるように、反射防止膜１５，１６の膜厚が決定さ
れ、これにより最適化する構成となっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来技術において、反射防止膜として前者のような単層の
絶縁膜を設けた構成では、膜厚の変動に対し屈折率の変
化は単一なものとなり、一方、後者の場合では、膜厚の
変動に対し、二層の界面で屈折率は、図６に示すように
ステップ状となり、段階的に変化する。
来技術において、反射防止膜として前者のような単層の
絶縁膜を設けた構成では、膜厚の変動に対し屈折率の変
化は単一なものとなり、一方、後者の場合では、膜厚の
変動に対し、二層の界面で屈折率は、図６に示すように
ステップ状となり、段階的に変化する。
【０００５】これらの構成によっても、フォトダイオー
ド素子に入射する検出光の一部は素子表面で反射し、受
光感度が低下してしまう問題があった。特に、素子感度
の低い紫外光や微弱光を検出する場合には、Ｓ／Ｎ比が
低下し、信号が検出できないなどの問題も発生してい
た。
ド素子に入射する検出光の一部は素子表面で反射し、受
光感度が低下してしまう問題があった。特に、素子感度
の低い紫外光や微弱光を検出する場合には、Ｓ／Ｎ比が
低下し、信号が検出できないなどの問題も発生してい
た。
【０００６】本発明はこれらの問題点を解決するために
なされたもので、入射光を効率的に屈折させ、反射防止
効果を向上させるとともに、この反射防止膜の屈折率を
任意に設計でき、基板や検出光波長に対してフレキシブ
ルに設計できるフォトダイオードを提供することを目的
とする。
なされたもので、入射光を効率的に屈折させ、反射防止
効果を向上させるとともに、この反射防止膜の屈折率を
任意に設計でき、基板や検出光波長に対してフレキシブ
ルに設計できるフォトダイオードを提供することを目的
とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明のフォトダイオードは、第１導電型の基板
の上面に、受光面を有する第２導電型の導電層が形成さ
れ、その受光面上に反射防止膜が形成されたフォトダイ
オードにおいて、上記反射防止膜は、膜厚方向における
屈折率が、連続的に増加するように形成されていること
によって特徴付けられる。
めに、本発明のフォトダイオードは、第１導電型の基板
の上面に、受光面を有する第２導電型の導電層が形成さ
れ、その受光面上に反射防止膜が形成されたフォトダイ
オードにおいて、上記反射防止膜は、膜厚方向における
屈折率が、連続的に増加するように形成されていること
によって特徴付けられる。
【０００８】
【作用】反射防止膜を、例えば図２に示すように、その
屈折率が膜厚方向に対し連続的に増加するよう形成する
ことで、屈折率差を小さくすることができ、入射光は効
率よく屈折し、反射率は低下する。
屈折率が膜厚方向に対し連続的に増加するよう形成する
ことで、屈折率差を小さくすることができ、入射光は効
率よく屈折し、反射率は低下する。
【０００９】
【実施例】本発明実施例を、以下、図面に基づいて説明
する。図１は本発明実施例のフォトダイオードの構造を
示す模式断面図である。
する。図１は本発明実施例のフォトダイオードの構造を
示す模式断面図である。
【００１０】ｎ形基板１の上部にｐ層部２及びｎ層部３
が形成されており、それぞれ電極６ｂ，６ａが形成され
ている。また、このｐ層部２の受光面８の上部及び絶縁
膜４を介して反射防止膜５が形成されている。この反射
防止膜５は、シリコン酸化窒化膜（ＳｉＯｘＮｙ）から
なり、酸素原子と窒素原子との化学量論比（ｘ／ｙ）に
よって屈折率が後述するように1.46〜2.00の範囲で任意
の値となる。
が形成されており、それぞれ電極６ｂ，６ａが形成され
ている。また、このｐ層部２の受光面８の上部及び絶縁
膜４を介して反射防止膜５が形成されている。この反射
防止膜５は、シリコン酸化窒化膜（ＳｉＯｘＮｙ）から
なり、酸素原子と窒素原子との化学量論比（ｘ／ｙ）に
よって屈折率が後述するように1.46〜2.00の範囲で任意
の値となる。
【００１１】この反射防止膜５は次の製造方法によって
形成される。ＣＶＤ法においては、シリコン酸化膜（Ｓ
ｉＯ2 ),シリコン窒化膜（Ｓｉ3 Ｎ 4 ）を形成すること
ができる。その一般的な反応式は
形成される。ＣＶＤ法においては、シリコン酸化膜（Ｓ
ｉＯ2 ),シリコン窒化膜（Ｓｉ3 Ｎ 4 ）を形成すること
ができる。その一般的な反応式は
【００１２】
【数１】
【００１３】で表される。すなわち、シランガス（Ｓｉ
Ｈ4 ) に酸素O2を混合して反応させれば、ＳｉＯ2 ( 屈
折率n=1.46) が形成され、また、ＳｉＨ4 にＮＨ3 を混
合して反応させれば、Ｓｉ3 Ｎ4 （屈折率n=2.00) が形
成される。
Ｈ4 ) に酸素O2を混合して反応させれば、ＳｉＯ2 ( 屈
折率n=1.46) が形成され、また、ＳｉＨ4 にＮＨ3 を混
合して反応させれば、Ｓｉ3 Ｎ4 （屈折率n=2.00) が形
成される。
【００１４】一方、シランガス（ＳｉＨ4 ）にＯ2 およ
びＮＨ3 の双方を混合して反応させることにより、Ｓｉ
ＯｘＮｙが形成される。このＳｉＯｘＮｙはＳｉＯ2 と
Ｓｉ 3 Ｎ4 との中間の性質を有し、酸素原子と窒素原子
との化学量論比（ｘ／ｙ）によって、屈折率が1.46〜2.
00の範囲で任意の値となる。この化学量論比は、成膜時
のＮＨ3 とＯ2 流量比（ＮＨ3 ／Ｏ2 ）の変化に対応し
て変化する。したがって、成膜中にＮＨ3 ／Ｏ2 流量比
を適宜に変更すれば、ＳｉＯｘＮｙの屈折率を1.46〜2.
00の範囲で任意に設定することが可能である。
びＮＨ3 の双方を混合して反応させることにより、Ｓｉ
ＯｘＮｙが形成される。このＳｉＯｘＮｙはＳｉＯ2 と
Ｓｉ 3 Ｎ4 との中間の性質を有し、酸素原子と窒素原子
との化学量論比（ｘ／ｙ）によって、屈折率が1.46〜2.
00の範囲で任意の値となる。この化学量論比は、成膜時
のＮＨ3 とＯ2 流量比（ＮＨ3 ／Ｏ2 ）の変化に対応し
て変化する。したがって、成膜中にＮＨ3 ／Ｏ2 流量比
を適宜に変更すれば、ＳｉＯｘＮｙの屈折率を1.46〜2.
00の範囲で任意に設定することが可能である。
【００１５】以上のことから、図２に示した屈折率分布
をもつ構造を得るには、図３に示すような時間シーケン
スで、成膜中にＮＨ3 ／Ｏ2 流量比を変更すればよい。
すなわち、時間（Ｔ0 〜Ｔc ）において、流量比を次第
に増加することによって、図２に示すように屈折率が成
膜の厚さ方向において連続的に変化した構造となり、膜
の組成がなめらかなＳｉＯｘＮｙが形成される。
をもつ構造を得るには、図３に示すような時間シーケン
スで、成膜中にＮＨ3 ／Ｏ2 流量比を変更すればよい。
すなわち、時間（Ｔ0 〜Ｔc ）において、流量比を次第
に増加することによって、図２に示すように屈折率が成
膜の厚さ方向において連続的に変化した構造となり、膜
の組成がなめらかなＳｉＯｘＮｙが形成される。
【００１６】また、反射防止膜としてはＳｉＯｘＮｙの
ほか、反応ガス種の変更により、酸素ともう一つの反応
原子との化学量論比あるいは混晶状態の変更が可能な、
他の物質を適用してもよい。
ほか、反応ガス種の変更により、酸素ともう一つの反応
原子との化学量論比あるいは混晶状態の変更が可能な、
他の物質を適用してもよい。
【００１７】また、本実施例では、ＣＶＤ法によって薄
膜を形成したが、これに限ることなく、スパッタリング
等の他の手段を用いてもよい。
膜を形成したが、これに限ることなく、スパッタリング
等の他の手段を用いてもよい。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のフォトダ
イオードによれば、反射防止膜を基板の受光面上に形成
する際に、膜の膜厚方向における屈折率を、連続的に増
加するように形成したので、入射光の屈折差が小さくな
り、入射光は効率的に屈折するので、反射防止効果は向
上する。また、この反射防止膜の屈折率を任意に設計で
きることから、基板や検出光波長に対してフレキシブル
な設計も可能となる。
イオードによれば、反射防止膜を基板の受光面上に形成
する際に、膜の膜厚方向における屈折率を、連続的に増
加するように形成したので、入射光の屈折差が小さくな
り、入射光は効率的に屈折するので、反射防止効果は向
上する。また、この反射防止膜の屈折率を任意に設計で
きることから、基板や検出光波長に対してフレキシブル
な設計も可能となる。
【図１】 本発明実施例の構造を示す模式断面図
【図２】 本発明実施例の作用説明図
【図３】 本発明実施例の製造方法を説明するための時
間シーケンス
間シーケンス
【図４】 従来例の構造を示す模式断面図
【図５】 従来例の作用説明図
１・・・・ｎ型基板 ２・・・・ｐ型層 ３・・・・ｎ型層 ５・・・・反射防止膜 ７・・・・受光部
Claims (1)
- 【請求項１】 第１導電型の基板の上面に、受光面を有
する第２導電型の導電層が形成され、その受光面上に反
射防止膜が形成されたフォトダイオードにおいて、上記
反射防止膜は、膜厚方向における屈折率が、連続的に増
加するように形成されていることを特徴とするフォトダ
イオード。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6114874A JPH07321368A (ja) | 1994-05-27 | 1994-05-27 | フォトダイオード |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6114874A JPH07321368A (ja) | 1994-05-27 | 1994-05-27 | フォトダイオード |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07321368A true JPH07321368A (ja) | 1995-12-08 |
Family
ID=14648851
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6114874A Pending JPH07321368A (ja) | 1994-05-27 | 1994-05-27 | フォトダイオード |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07321368A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6100559A (en) * | 1998-08-14 | 2000-08-08 | Advanced Micro Devices, Inc. | Multipurpose graded silicon oxynitride cap layer |
| EP1655780A2 (en) * | 2004-11-09 | 2006-05-10 | OmniVision Technologies, Inc. | Image sensor and pixel having an anti-reflective coating over the photodiode |
| US7300817B2 (en) * | 2002-02-05 | 2007-11-27 | Sony Corporation | Method of manufacturing a semiconductor imaging device having a refractive index matching layer |
| US7371564B2 (en) * | 2002-02-27 | 2008-05-13 | Celltek Co., Ltd. | Apparatus for automatically analyzing genetic and protein materials using photodiodes |
| JP2009037260A (ja) * | 2008-10-23 | 2009-02-19 | Seiko Epson Corp | 表示装置、及び電子機器 |
-
1994
- 1994-05-27 JP JP6114874A patent/JPH07321368A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6100559A (en) * | 1998-08-14 | 2000-08-08 | Advanced Micro Devices, Inc. | Multipurpose graded silicon oxynitride cap layer |
| US6306758B1 (en) | 1998-08-14 | 2001-10-23 | Advanced Micro Devices, Inc. | Multipurpose graded silicon oxynitride cap layer |
| US7300817B2 (en) * | 2002-02-05 | 2007-11-27 | Sony Corporation | Method of manufacturing a semiconductor imaging device having a refractive index matching layer |
| US7371564B2 (en) * | 2002-02-27 | 2008-05-13 | Celltek Co., Ltd. | Apparatus for automatically analyzing genetic and protein materials using photodiodes |
| EP1655780A2 (en) * | 2004-11-09 | 2006-05-10 | OmniVision Technologies, Inc. | Image sensor and pixel having an anti-reflective coating over the photodiode |
| EP1655780A3 (en) * | 2004-11-09 | 2008-03-12 | OmniVision Technologies, Inc. | Image sensor and pixel having an anti-reflective coating over the photodiode |
| JP2009037260A (ja) * | 2008-10-23 | 2009-02-19 | Seiko Epson Corp | 表示装置、及び電子機器 |
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