JPH0812906B2 - 光電変換装置の製造方法 - Google Patents
光電変換装置の製造方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、第１導電型の半導体からなる一対の主電極
領域と反対導電型の半導体からなる制御電極領域とを有
する光トランジスタと、前記制御電極領域の電位を所定
の電位にする為のスイッチ手段とを備えた光電変換装置
の製造方法に関する。
領域と反対導電型の半導体からなる制御電極領域とを有
する光トランジスタと、前記制御電極領域の電位を所定
の電位にする為のスイッチ手段とを備えた光電変換装置
の製造方法に関する。
［従来技術］ 第13図（Ａ）は、特願昭58−120755号公報に記載され
ている光電変換装置の概略的平面図、第13図（Ｂ）は、
そのＡ−Ａ′線断面図、第13図（Ｃ）は、その等価回路
図である。
ている光電変換装置の概略的平面図、第13図（Ｂ）は、
そのＡ−Ａ′線断面図、第13図（Ｃ）は、その等価回路
図である。
同図（Ａ）および（Ｂ）において、ｎシリコン基板10
1上に光電変換セルが配列されており、各光電変換セル
はSiO2、Si3N4、又はポリシリコン等より成る素子分離
領域102によって隣接する光電変換セルから電気的に絶
縁されている。
1上に光電変換セルが配列されており、各光電変換セル
はSiO2、Si3N4、又はポリシリコン等より成る素子分離
領域102によって隣接する光電変換セルから電気的に絶
縁されている。
各光電変換セルは次のような構成を有する。
エピタキシャル技術等で形成される不純物濃度の低い
n-領域103上にはｐ型の不純物（たとえばボロン等）を
ドーピングすることでｐ領域104および105が形成され、
ｐ領域104には不純物拡散技術又はイオン注入技術等に
よってn+領域106が形成されている。
n-領域103上にはｐ型の不純物（たとえばボロン等）を
ドーピングすることでｐ領域104および105が形成され、
ｐ領域104には不純物拡散技術又はイオン注入技術等に
よってn+領域106が形成されている。
ｐ領域104および105は、各々ｐチャネルMOSトランジ
スタのソース領域およびドレイン領域であり、ｐ領域10
4およびn+領域106は、各々NPNバイポーラトランジスタ
のベースおよびエミッタである。すなわち、ｐ領域104
は、ｐチャネルMOSトランジスタのソースとNPNバイポー
タトランジスタのベースとを兼ねている。
スタのソース領域およびドレイン領域であり、ｐ領域10
4およびn+領域106は、各々NPNバイポーラトランジスタ
のベースおよびエミッタである。すなわち、ｐ領域104
は、ｐチャネルMOSトランジスタのソースとNPNバイポー
タトランジスタのベースとを兼ねている。
このように各領域が形成されたn-領域103上には酸化
膜107が形成され、酸化膜107上に前記ｐチャネルMOSト
ランジスタのゲート電極108と、所定の面積を有するキ
ャパシタ電極109とが形成されている。キャパシタ電極1
09は、酸化膜107を挟んでｐ領域104と対向し、キャパシ
タを構成している。
膜107が形成され、酸化膜107上に前記ｐチャネルMOSト
ランジスタのゲート電極108と、所定の面積を有するキ
ャパシタ電極109とが形成されている。キャパシタ電極1
09は、酸化膜107を挟んでｐ領域104と対向し、キャパシ
タを構成している。
その他に、n+領域106に接続されたエミッタ電極110、
ｐ領域105に接続された電極111、および基板101の裏面
にオーミックコンタクト層を挟んでコレクタ電極112が
それぞれ形成されている。
ｐ領域105に接続された電極111、および基板101の裏面
にオーミックコンタクト層を挟んでコレクタ電極112が
それぞれ形成されている。
次に、基本的な動作を説明する。まず、バイポーラト
ランジスタのベースであるｐ領域104は負電位の初期状
態にあるとする。このｐ領域104に光が入射し、入射光
によって発生した電子・正孔対のうちの正孔がｐ領域10
4に蓄積され、これによってｐ領域104の電位が正方向に
上昇する（蓄積動作）。
ランジスタのベースであるｐ領域104は負電位の初期状
態にあるとする。このｐ領域104に光が入射し、入射光
によって発生した電子・正孔対のうちの正孔がｐ領域10
4に蓄積され、これによってｐ領域104の電位が正方向に
上昇する（蓄積動作）。
続いて、エミッタ電極110を浮遊状態とし、キャパシ
タ電極109に読出し用の正電圧パルスを印加する。キャ
パシタ電極109に正電圧が印加されると、ベースである
ｐ領域104の電位が上昇してベース・エミッタ間が順バ
イアス状態となり、エミッタ・コレクタ間に蓄積動作時
のベース電位変化分に対応した電流が流れる。したがっ
て、浮遊状態としたエミッタ電極110に入射光量に対応
した電気信号が現われる（読出し動作）。その際、ベー
スであるｐ領域104の蓄積電荷量はほとんど減少しない
ために、同一光情報を繰返し読出すことが可能である。
タ電極109に読出し用の正電圧パルスを印加する。キャ
パシタ電極109に正電圧が印加されると、ベースである
ｐ領域104の電位が上昇してベース・エミッタ間が順バ
イアス状態となり、エミッタ・コレクタ間に蓄積動作時
のベース電位変化分に対応した電流が流れる。したがっ
て、浮遊状態としたエミッタ電極110に入射光量に対応
した電気信号が現われる（読出し動作）。その際、ベー
スであるｐ領域104の蓄積電荷量はほとんど減少しない
ために、同一光情報を繰返し読出すことが可能である。
次に、ｐ領域104に蓄積された正孔を除去するリフレ
ッシュ動作について説明する。
ッシュ動作について説明する。
第14図（Ａ）および（Ｂ）は、リフレッシュ動作を説
明するための電圧波形図である。
明するための電圧波形図である。
同図（Ａ）に示すように、MOSトランジスタは、ゲー
ト電極108にしきい値以上の負電圧が印加された時だけO
N状態となる。
ト電極108にしきい値以上の負電圧が印加された時だけO
N状態となる。
同図（Ｂ）において、リフレッシュ動作を行うには、
エミッタ電極110を接地するとともに、電極111を接地電
位にしておく。そして、まず、ゲート電極108に負電圧
を印加してｐチャネルMOSトランジスタをONさせる。こ
れによって、ｐベース領域104の電位は、蓄積電位の高
低に拘らず一定値となる。続いて、キャパシタ電極109
にリフレッシュ用正電圧パルスを印加することで、ｐ領
域104はn+領域106に対して順方向にバイアスされ、蓄積
された正孔が接地されたエミッタ電極110を通して除去
される。そして、リフレッシュパルスが立下がった時点
でｐ領域104は負電位の初期状態に復帰する（リフレッ
シュ動作）。このように、ｐベース領域104の電位をMOS
トランジスタによって一定電位にした後、リフレッシュ
パルスを印加して残留電荷の消去を行うために、前回の
蓄積電位に依存することなく新たな蓄積動作を行うこと
ができる。また、残留電荷を迅速に消滅させることがで
き、高速動作が可能となる。
エミッタ電極110を接地するとともに、電極111を接地電
位にしておく。そして、まず、ゲート電極108に負電圧
を印加してｐチャネルMOSトランジスタをONさせる。こ
れによって、ｐベース領域104の電位は、蓄積電位の高
低に拘らず一定値となる。続いて、キャパシタ電極109
にリフレッシュ用正電圧パルスを印加することで、ｐ領
域104はn+領域106に対して順方向にバイアスされ、蓄積
された正孔が接地されたエミッタ電極110を通して除去
される。そして、リフレッシュパルスが立下がった時点
でｐ領域104は負電位の初期状態に復帰する（リフレッ
シュ動作）。このように、ｐベース領域104の電位をMOS
トランジスタによって一定電位にした後、リフレッシュ
パルスを印加して残留電荷の消去を行うために、前回の
蓄積電位に依存することなく新たな蓄積動作を行うこと
ができる。また、残留電荷を迅速に消滅させることがで
き、高速動作が可能となる。
以後、同様に蓄積、読出し、リフレッシュという各動
作が繰り返される。
作が繰り返される。
［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、一つのセンサセルにバイポーラトラン
ジスタおよびMOSトランジスタが形成されているために
端子数が多く、従来の構造では微細化が困難であるとい
う問題点を有していた。
ジスタおよびMOSトランジスタが形成されているために
端子数が多く、従来の構造では微細化が困難であるとい
う問題点を有していた。
［問題点を解決するための手段］ 上記従来の問題点を解決するために、本発明による光
電変換装置の製造方法は、第１導電型の半導体からなる
一対の主電極領域と反対導電型の半導体からなる制御電
極領域とを有する光トランジスタと、前記制御電極領域
の電位を所定の電位にする為のスイッチ手段とを備えた
光電変換装置の製造方法において、 前記光トランジスタが形成された半導体基板上に絶縁
膜を形成し、 前記絶縁膜の表面の一部に、該絶縁膜より核形成密度
が高くかつ成長して単結晶になる核が唯一形成されるに
充分微細な異種材料の面を設け、 気相成長により前記異種材料の面上に形成された核を
成長させて単結晶の半導体領域を形成し、 前記単結晶の半導体領域に前記スイッチ手段を形成す
ることを特徴とする。
電変換装置の製造方法は、第１導電型の半導体からなる
一対の主電極領域と反対導電型の半導体からなる制御電
極領域とを有する光トランジスタと、前記制御電極領域
の電位を所定の電位にする為のスイッチ手段とを備えた
光電変換装置の製造方法において、 前記光トランジスタが形成された半導体基板上に絶縁
膜を形成し、 前記絶縁膜の表面の一部に、該絶縁膜より核形成密度
が高くかつ成長して単結晶になる核が唯一形成されるに
充分微細な異種材料の面を設け、 気相成長により前記異種材料の面上に形成された核を
成長させて単結晶の半導体領域を形成し、 前記単結晶の半導体領域に前記スイッチ手段を形成す
ることを特徴とする。
［作用］ このように、光トランジスタが形成された半導体基板
上の絶縁膜上に単結晶の半導体領域を形成し、この単結
晶の半導体領域に前記スイッチ手段を形成したために、
端子数が多くとも容易に微細化を促進することができ、
高密度化および高解像度化を達成できる。
上の絶縁膜上に単結晶の半導体領域を形成し、この単結
晶の半導体領域に前記スイッチ手段を形成したために、
端子数が多くとも容易に微細化を促進することができ、
高密度化および高解像度化を達成できる。
なお、スイッチ手段としては、後述するように、電界
効果トランジスタ、バイポーラトランジスタ、又はpn接
合ダイオード等の半導体スイッチング素子を含む。
効果トランジスタ、バイポーラトランジスタ、又はpn接
合ダイオード等の半導体スイッチング素子を含む。
［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面を用いて詳細に説明す
る。
る。
第１図（Ａ）は、本発明により製造された光電変換装
置の第一構成例の概略的断面図、第１図（Ｂ）は、その
等価回路図である。ただし、第13図に示す従来例と同一
機能を有する部分には同一番号が付されている。
置の第一構成例の概略的断面図、第１図（Ｂ）は、その
等価回路図である。ただし、第13図に示す従来例と同一
機能を有する部分には同一番号が付されている。
第１図（Ａ）において、ｎ基板101上にn-エピタキシ
ャル層103が形成され、そこに素子分離領域102に囲まれ
てｐベース領域104が形成されている。さらにｐベース
領域104には、n+エミッタ領域106が形成されている。
ャル層103が形成され、そこに素子分離領域102に囲まれ
てｐベース領域104が形成されている。さらにｐベース
領域104には、n+エミッタ領域106が形成されている。
このように各領域が形成されたn-エピタキシャル層10
3上に絶縁層107が形成され、その上にキャパシタ電極10
9がｐベース領域104と対向して形成されている。なお、
ｐベース領域104は制御電極領域、ｎ基板101とn-エピタ
キシャル層103は一方の主電極領域、n+エミッタ領域106
は他方の主電極領域となる。
3上に絶縁層107が形成され、その上にキャパシタ電極10
9がｐベース領域104と対向して形成されている。なお、
ｐベース領域104は制御電極領域、ｎ基板101とn-エピタ
キシャル層103は一方の主電極領域、n+エミッタ領域106
は他方の主電極領域となる。
このようなバイポーラトランジスタを下層とし、その
上にSiO2等の絶縁層113が形成され、絶縁膜113の凹部に
後述する単結晶成長法を用いてｎ型の単結晶シリコン11
4を成長させる。また、n+エミッタ領域106上にコンタク
トホールを形成して、エミッタ電極110を形成する。
上にSiO2等の絶縁層113が形成され、絶縁膜113の凹部に
後述する単結晶成長法を用いてｎ型の単結晶シリコン11
4を成長させる。また、n+エミッタ領域106上にコンタク
トホールを形成して、エミッタ電極110を形成する。
単結晶成長法によって形成された単結晶シリコン層11
4に、ゲート酸化膜、ゲート電極108、ソース・ドレイン
領域を各々形成し、MOSトランジスタ115が構成される。
また、ドレイン領域は配線116によって下層のｐベース
領域104に接続されている。さらに、MOSトランジスタ11
5上にパッシベーション膜117が形成され、MOSトランジ
スタ115のソース領域は電極111に接続されている。
4に、ゲート酸化膜、ゲート電極108、ソース・ドレイン
領域を各々形成し、MOSトランジスタ115が構成される。
また、ドレイン領域は配線116によって下層のｐベース
領域104に接続されている。さらに、MOSトランジスタ11
5上にパッシベーション膜117が形成され、MOSトランジ
スタ115のソース領域は電極111に接続されている。
このような構成を有する本構成例の等価回路は、同図
（Ｂ）に示す通りであるが、MOSトランジスタ115のサブ
ストレートであるｎ型シリコン層114に接続する電極を
形成して、電極112と接続すれば、従来例の等価回路と
同一となる。したがって、本構成例の基本的な蓄積、読
出しおよびリフレッシュの各動作は、すでに述べた従来
例の動作と同様である。すなわち、リフレッシュ動作に
おいて、まずMOSトランジスタ115をON状態とすること
で、ｐベース領域104の電荷が配線116およびMOSトラン
ジスタ115を通して接地された電極111から除去される。
こうしてｐベース領域104を一定電位に設定した後、キ
ャパシタ電極109にリフレッシュ用正電圧パルスを印加
し、ｐベース領域104の残留電荷を消滅させる。
（Ｂ）に示す通りであるが、MOSトランジスタ115のサブ
ストレートであるｎ型シリコン層114に接続する電極を
形成して、電極112と接続すれば、従来例の等価回路と
同一となる。したがって、本構成例の基本的な蓄積、読
出しおよびリフレッシュの各動作は、すでに述べた従来
例の動作と同様である。すなわち、リフレッシュ動作に
おいて、まずMOSトランジスタ115をON状態とすること
で、ｐベース領域104の電荷が配線116およびMOSトラン
ジスタ115を通して接地された電極111から除去される。
こうしてｐベース領域104を一定電位に設定した後、キ
ャパシタ電極109にリフレッシュ用正電圧パルスを印加
し、ｐベース領域104の残留電荷を消滅させる。
また、ｎ型シリコン層114に接続する電極と電極111と
を接続すれば、より簡単な構成で上記と同様のリフレッ
シュ動作を行うことができ、さらにｐベース領域104に
過剰な電荷が蓄積された時に過剰電荷を逃がす効果も有
する。過剰電荷を逃がすことで、エリアセンサを構成し
た場合のブルーミングの発生を防止することができる。
を接続すれば、より簡単な構成で上記と同様のリフレッ
シュ動作を行うことができ、さらにｐベース領域104に
過剰な電荷が蓄積された時に過剰電荷を逃がす効果も有
する。過剰電荷を逃がすことで、エリアセンサを構成し
た場合のブルーミングの発生を防止することができる。
第２図（Ａ）は、本発明により製造された光電変換装
置の第二構成例の等価回路図、第２図（Ｂ）は、、リフ
レッシュ動作時の電圧波形図である。
置の第二構成例の等価回路図、第２図（Ｂ）は、、リフ
レッシュ動作時の電圧波形図である。
本構成例では、第１図（Ａ）におけるMOSトランジス
タ115をｎチャネルMOSトランジスタで構成している。構
造は、MOSトランジスタ115がｎチャネル型となっただけ
で、他は第一構成例と同一である。
タ115をｎチャネルMOSトランジスタで構成している。構
造は、MOSトランジスタ115がｎチャネル型となっただけ
で、他は第一構成例と同一である。
ただし、ｎチャネル型であるために、第２図（Ｂ）に
示すように、ゲート電極108の電位が負電位の時にはOFF
状態、しきい値より高い電位となった時だけON状態とな
る。この場合も、すでに述べたようにリフレッシュ動作
が行われる。
示すように、ゲート電極108の電位が負電位の時にはOFF
状態、しきい値より高い電位となった時だけON状態とな
る。この場合も、すでに述べたようにリフレッシュ動作
が行われる。
第３図（Ａ）は、本発明により製造された光電変換装
置の第三構成例の等価回路図、第３図（Ｂ）は、リフレ
ッシュ動作時の電圧波形図である。
置の第三構成例の等価回路図、第３図（Ｂ）は、リフレ
ッシュ動作時の電圧波形図である。
本構成例では、MOSトランジスタ115の代りに、ダイオ
ードが形成されている。すなわち、第１図（Ａ）におい
て、絶縁層113の凹部に単結晶シリコンを成長させ、pn
接合を形成する。そして、ｎ領域を配線116に接続し、
ｐ領域を電極111に接続する。
ードが形成されている。すなわち、第１図（Ａ）におい
て、絶縁層113の凹部に単結晶シリコンを成長させ、pn
接合を形成する。そして、ｎ領域を配線116に接続し、
ｐ領域を電極111に接続する。
このような構成では、読出し動作時にｐベース領域10
4の電位が上昇しても、電極111に負電圧が印加されてダ
イオードが逆バイアス状態にあるから、ｐベース領域10
4の蓄積電荷は維持される。それに対して、リフレッシ
ュ動作時には、まず電極111にベース電位より高い電圧
を印加し、ダイオードを順バイアス状態としてｐベース
領域104の電位を一定値に設定する。その後、キャパシ
タ電極109にリフレッシュ用正電圧パルスを印加して残
留電荷を消滅させる。
4の電位が上昇しても、電極111に負電圧が印加されてダ
イオードが逆バイアス状態にあるから、ｐベース領域10
4の蓄積電荷は維持される。それに対して、リフレッシ
ュ動作時には、まず電極111にベース電位より高い電圧
を印加し、ダイオードを順バイアス状態としてｐベース
領域104の電位を一定値に設定する。その後、キャパシ
タ電極109にリフレッシュ用正電圧パルスを印加して残
留電荷を消滅させる。
第４図（Ａ）は、本発明により製造された光電変換装
置の第四構成例の等価回路図、第４図（Ｂ）は、リフレ
ッシュ動作時の電圧波形図である。
置の第四構成例の等価回路図、第４図（Ｂ）は、リフレ
ッシュ動作時の電圧波形図である。
本構成例では、MOSトランジスタ115の代わりにpnpバ
イポーラトランジスタを用いている。すなわち、単結晶
シリコン層114に通常のプロセスによりpnpバイポーラト
ランジスタを形成し、ｐコレクタ領域を配線116により
ｐベース領域104に接続し、ｐエミッタ領域を電極111に
接続する。またｎベース領域は接地される。
イポーラトランジスタを用いている。すなわち、単結晶
シリコン層114に通常のプロセスによりpnpバイポーラト
ランジスタを形成し、ｐコレクタ領域を配線116により
ｐベース領域104に接続し、ｐエミッタ領域を電極111に
接続する。またｎベース領域は接地される。
この構成において、読出し動作時には、電極111は接
地電位であり、ｐベース領域104の電位が上昇してもpnp
バイポーラトランジスタはON状態とはならない。
地電位であり、ｐベース領域104の電位が上昇してもpnp
バイポーラトランジスタはON状態とはならない。
リフレッシュ動作時には、まず、電極111に正電圧パ
ルスが印加され、これによってpnpバイポーラトランジ
スタがON状態となり、ｐベース領域104の電位を一定値
に設定する。続いて、キャパシタ電極109にリフレッシ
ュ用正電圧パルスを印加してｐベース領域104の残留電
荷を消滅させる。
ルスが印加され、これによってpnpバイポーラトランジ
スタがON状態となり、ｐベース領域104の電位を一定値
に設定する。続いて、キャパシタ電極109にリフレッシ
ュ用正電圧パルスを印加してｐベース領域104の残留電
荷を消滅させる。
次に、絶縁層113の凹部に単結晶シリコンを成長させ
る単結晶成長法について詳述する。
る単結晶成長法について詳述する。
まず、堆積面上に選択的に堆積膜を形成する選択堆積
法について述べる。選択堆積法とは、表面エネルギ、付
着係数、脱離係数、表面拡散速度等という薄膜形成過程
での核形成を左右する因子の材料間での差を利用して、
基板上に選択的に薄膜を形成する方法である。
法について述べる。選択堆積法とは、表面エネルギ、付
着係数、脱離係数、表面拡散速度等という薄膜形成過程
での核形成を左右する因子の材料間での差を利用して、
基板上に選択的に薄膜を形成する方法である。
第５図（Ａ）および（Ｂ）は選択堆積法の説明図であ
る。まず同図（Ａ）に示すように、基板１上に、基板１
と上記因子の異なる材料から成る薄膜２を所望部分に形
成する。そして、適当な堆積条件によって適当な材料か
ら成る薄膜の堆積を行うと、薄膜３は薄膜２上にのみ成
長し、基板１上には成長しないという現象を生じさせる
ことができる。この現象を利用することで、自己整合的
に成長された薄膜３を成長させることができ、従来のよ
うなレジストを用いたリソグラフィ工程の省略が可能と
なる。
る。まず同図（Ａ）に示すように、基板１上に、基板１
と上記因子の異なる材料から成る薄膜２を所望部分に形
成する。そして、適当な堆積条件によって適当な材料か
ら成る薄膜の堆積を行うと、薄膜３は薄膜２上にのみ成
長し、基板１上には成長しないという現象を生じさせる
ことができる。この現象を利用することで、自己整合的
に成長された薄膜３を成長させることができ、従来のよ
うなレジストを用いたリソグラフィ工程の省略が可能と
なる。
このような選択形成法による堆積を行うことができる
材料としては、たとえば基板１としてSiO2、薄膜２とし
てSi、GaAs、窒化シリコン、そして堆積させる薄膜３と
してSi、Ｗ、GaAs、InP等がある。
材料としては、たとえば基板１としてSiO2、薄膜２とし
てSi、GaAs、窒化シリコン、そして堆積させる薄膜３と
してSi、Ｗ、GaAs、InP等がある。
第６図は、SiO2の堆積面と窒化シリコンの堆積面との
核形成密度の経時変化を示すグラフである。
核形成密度の経時変化を示すグラフである。
同グラフが示すように、堆積を開始して間もなくSiO2
上での核形成密度は103cm-2以下で飽和し、20分後でも
その値はほとんど変化しない。
上での核形成密度は103cm-2以下で飽和し、20分後でも
その値はほとんど変化しない。
それに対して窒化シリコン（Si3N4）上では、〜４×1
05cm-2で一旦飽和し、それから10分ほど変化しないが、
それ以降は急激に増大する。なお、この測定例では、Si
Cl4ガスをH2ガスで希釈し、圧力175Torr、温度1000℃の
条件下でCVD法により堆積した場合を示している。他にS
iH4、SiH2Cl2、SiHCl3、SiF4等を反応ガスとして用い
て、圧力、温度等を調節することで同様の作用を得るこ
とができる。また、真空蒸着でも可能である。
05cm-2で一旦飽和し、それから10分ほど変化しないが、
それ以降は急激に増大する。なお、この測定例では、Si
Cl4ガスをH2ガスで希釈し、圧力175Torr、温度1000℃の
条件下でCVD法により堆積した場合を示している。他にS
iH4、SiH2Cl2、SiHCl3、SiF4等を反応ガスとして用い
て、圧力、温度等を調節することで同様の作用を得るこ
とができる。また、真空蒸着でも可能である。
この場合、SiO2上の核形成はほとんど問題とならない
が、反応ガス中にHClガスを添加することで、SiO2上で
の核形成を更に抑制し、SiO2上でのSiの堆積のを無にす
ることができる。
が、反応ガス中にHClガスを添加することで、SiO2上で
の核形成を更に抑制し、SiO2上でのSiの堆積のを無にす
ることができる。
このような現象は、SiO2および窒化シリコンの材料表
面のSiに対する吸着係数、脱離係数、表面拡散係数等の
差によるところが大きいが、Si原子自身によってSiO2が
反応し、蒸気圧が高い一酸化シリコンが生成されること
でSiO2自身がエッチングされ、窒化シリコン上ではこの
ようなエッチング現象は生じないということも選択堆積
を生じさせる原因となっていると考えられる（T.Yoneha
ra,S.Yoshioka,S.Miyazawa Journal of Applied Physic
s 53,6839,1982）。
面のSiに対する吸着係数、脱離係数、表面拡散係数等の
差によるところが大きいが、Si原子自身によってSiO2が
反応し、蒸気圧が高い一酸化シリコンが生成されること
でSiO2自身がエッチングされ、窒化シリコン上ではこの
ようなエッチング現象は生じないということも選択堆積
を生じさせる原因となっていると考えられる（T.Yoneha
ra,S.Yoshioka,S.Miyazawa Journal of Applied Physic
s 53,6839,1982）。
このように堆積面の材料としてSiO2および窒化シリコ
ンを選択し、堆積材料としてシリコンを選択すれば、同
グラフに示すように十分に大きな核形成密度差を得るこ
とができる。なお、ここでは堆積面の材料としてSiO2が
望ましいが、これに限らずSiOxであっても核形成密度差
を得ることができる。
ンを選択し、堆積材料としてシリコンを選択すれば、同
グラフに示すように十分に大きな核形成密度差を得るこ
とができる。なお、ここでは堆積面の材料としてSiO2が
望ましいが、これに限らずSiOxであっても核形成密度差
を得ることができる。
勿論、これらの材料に限定されるものではなく、核形
成密度の差が同グラフで示すように核の密度で103倍以
上であれば十分であり、後に例示するような材料によっ
ても堆積膜の十分な選択形成を行うことができる。
成密度の差が同グラフで示すように核の密度で103倍以
上であれば十分であり、後に例示するような材料によっ
ても堆積膜の十分な選択形成を行うことができる。
この核形成密度を得る他の方法としては、SiO2上に局
所的にSiやＮ等をイオン注入して過剰にSiやＮ等を有す
る領域を形成してもよい。
所的にSiやＮ等をイオン注入して過剰にSiやＮ等を有す
る領域を形成してもよい。
このような選択堆積法を利用し、堆積面の材料より核
形成密度の十分大きい異種材料を単一の核だけが成長す
るように十分微細に形成することによって、その微細な
異種材料の存在する箇所だけに単結晶を選択的に成長さ
せることができる。
形成密度の十分大きい異種材料を単一の核だけが成長す
るように十分微細に形成することによって、その微細な
異種材料の存在する箇所だけに単結晶を選択的に成長さ
せることができる。
なお、単結晶の選択的成長は、堆積面表面の電子状
態、特にダイグリングボンドの状態によって決定される
ために、核形成密度の低い材料（たとえばSiO2）はバル
ク材料である必要はなく、任意の材料や基板等の表面の
みに形成されて上記堆積面を成していればよい。
態、特にダイグリングボンドの状態によって決定される
ために、核形成密度の低い材料（たとえばSiO2）はバル
ク材料である必要はなく、任意の材料や基板等の表面の
みに形成されて上記堆積面を成していればよい。
第７図（Ａ）〜（Ｄ）は、単結晶形成方法の一例を示
す形成工程図であり、第８図（Ａ）および（Ｂ）は、第
７図（Ａ）および（Ｄ）における基板の斜視図である。
す形成工程図であり、第８図（Ａ）および（Ｂ）は、第
７図（Ａ）および（Ｄ）における基板の斜視図である。
まず、第７図（Ａ）および第８図（Ａ）に示すよう
に、基板４上に、選択堆積を可能にする核形成密度の小
さい薄膜５を形成し、その上に核形成密度の大きい異種
材料を薄く堆積させ、リソグラフィ等によってパターニ
ングすることで異種材料６を十分微細に形成する。ただ
し、基板４の大きさ、結晶構造および組成は任意のもの
でよく、機能素子が形成された基板であってもよい。ま
た、異種材料６とは、上述したように、SiやＮ等を薄膜
５にイオン注入して形成される過剰にSiやＮ等を有する
変質領域も含めるものとする。
に、基板４上に、選択堆積を可能にする核形成密度の小
さい薄膜５を形成し、その上に核形成密度の大きい異種
材料を薄く堆積させ、リソグラフィ等によってパターニ
ングすることで異種材料６を十分微細に形成する。ただ
し、基板４の大きさ、結晶構造および組成は任意のもの
でよく、機能素子が形成された基板であってもよい。ま
た、異種材料６とは、上述したように、SiやＮ等を薄膜
５にイオン注入して形成される過剰にSiやＮ等を有する
変質領域も含めるものとする。
次に、適当な堆積条件によって異種材料６だけに薄膜
材料の単一の核が形成される。すなわち、異種材料６
は、単一の核のみが形成される程度に十分微細に形成す
る必要がある。異種材料６の大きさは、材料の種類によ
って異なるが、数ミクロン以下であればよい。更に、核
は単結晶構造を保ちながら成長し、第７図（Ｂ）に示す
ように島状の単結晶粒７となる。島状の単結晶粒７が形
成されるためには、すでに述べたように、薄膜５上で全
く核形成が起こらないように条件を決めることが必要で
ある。
材料の単一の核が形成される。すなわち、異種材料６
は、単一の核のみが形成される程度に十分微細に形成す
る必要がある。異種材料６の大きさは、材料の種類によ
って異なるが、数ミクロン以下であればよい。更に、核
は単結晶構造を保ちながら成長し、第７図（Ｂ）に示す
ように島状の単結晶粒７となる。島状の単結晶粒７が形
成されるためには、すでに述べたように、薄膜５上で全
く核形成が起こらないように条件を決めることが必要で
ある。
島状の単結晶粒７は単結晶構造を保ちながら異種材料
６を中心して更に成長し、同図（Ｃ）に示すように薄膜
５全体を覆う。
６を中心して更に成長し、同図（Ｃ）に示すように薄膜
５全体を覆う。
続いて、エッチング又は研磨によって単結晶粒７を平
坦化し、第７図（Ｄ）および第８図（Ｂ）に示すよう
に、所望の素子を計することができる単結晶層８が薄膜
５上に形成される。
坦化し、第７図（Ｄ）および第８図（Ｂ）に示すよう
に、所望の素子を計することができる単結晶層８が薄膜
５上に形成される。
このように堆積面の材料である薄膜５が基板４上に形
成されているために、支持体となる基板４は任意の材料
を使用することができ、更に基板４に機能素子等が形成
されたものであっても、その上に容易に単結晶層を形成
することができる。
成されているために、支持体となる基板４は任意の材料
を使用することができ、更に基板４に機能素子等が形成
されたものであっても、その上に容易に単結晶層を形成
することができる。
なお、上記実施例では、堆積面の材料を薄膜５で形成
したが、選択堆積を可能にする核形成密度の小さい材料
から成る基板をそのまま用いて、単結晶層を同様に形成
してもよい。
したが、選択堆積を可能にする核形成密度の小さい材料
から成る基板をそのまま用いて、単結晶層を同様に形成
してもよい。
（具体例） 次に、上記例における単結晶層の具体的形成方法を説
明する。
明する。
SiO2を薄膜５の堆積面材料とする。勿論、石英基板を
用いてもよいし、金属、半導体、磁性体、圧電体、絶縁
体等の任意の基板上に、スパッタ法、CVD法、真空蒸着
法等を用いて基板表面にSiO2層を形成してもよい。ま
た、堆積面材料としてはSiO2が望ましいが、SiOxとして
ｘの値を変化させたものでもよい。
用いてもよいし、金属、半導体、磁性体、圧電体、絶縁
体等の任意の基板上に、スパッタ法、CVD法、真空蒸着
法等を用いて基板表面にSiO2層を形成してもよい。ま
た、堆積面材料としてはSiO2が望ましいが、SiOxとして
ｘの値を変化させたものでもよい。
こうして形成されたSiO2層５上に減圧気相成長法によ
って窒化シリコン層（ここではSi3N4層）又は多結晶シ
リコン層を異種材料として堆積させ、通常のリソグラフ
ィ技術又はＸ線、電子線若しくはイオン線を用いたリソ
グラフィ技術で窒化シリコン層又は多結晶シリコン層を
パターニングし、数ミクロン以下、望ましくは〜１μｍ
以下の微小な異種材料６を形成する。
って窒化シリコン層（ここではSi3N4層）又は多結晶シ
リコン層を異種材料として堆積させ、通常のリソグラフ
ィ技術又はＸ線、電子線若しくはイオン線を用いたリソ
グラフィ技術で窒化シリコン層又は多結晶シリコン層を
パターニングし、数ミクロン以下、望ましくは〜１μｍ
以下の微小な異種材料６を形成する。
続いて、HClとH2と、SiH2Cl2、SiCl4、SiHCl3、SiF4
若しくはSiH4との混合ガスを用いてSiを選択的に成長さ
せる。その際の基板温度は700〜1100℃、圧力は約100To
rrである。
若しくはSiH4との混合ガスを用いてSiを選択的に成長さ
せる。その際の基板温度は700〜1100℃、圧力は約100To
rrである。
数十分程度の時間で、SiO2上の窒化シリコン又は多結
晶シリコンの微細な異種材料６を中心として、単結晶の
Siの粒７が成長し、最適な成長条件とすることで、その
大きさは数十μｍ以上に成長する。
晶シリコンの微細な異種材料６を中心として、単結晶の
Siの粒７が成長し、最適な成長条件とすることで、その
大きさは数十μｍ以上に成長する。
続いて、SiとSiO2との間にエッチング速度差がある反
応性イオンエッチング（RIE）によって、Siのみをエッ
チングして平坦化することで、粒径制御された多結晶シ
リコン層が形成され、更に粒界部分を除去して島状の単
結晶シリコン層８が形成される。なお、単結晶粒７の表
面の凹凸が大きい場合は、機械的研磨を行った後にエッ
チングを行う。
応性イオンエッチング（RIE）によって、Siのみをエッ
チングして平坦化することで、粒径制御された多結晶シ
リコン層が形成され、更に粒界部分を除去して島状の単
結晶シリコン層８が形成される。なお、単結晶粒７の表
面の凹凸が大きい場合は、機械的研磨を行った後にエッ
チングを行う。
このようにして形成された大きさ数十μｍ以上で粒界
を含まない単結晶シリコン層８に、電界効果トランジス
タを形成すると、単結晶シリコンウエハに形成したもの
に劣らない特性を示した。
を含まない単結晶シリコン層８に、電界効果トランジス
タを形成すると、単結晶シリコンウエハに形成したもの
に劣らない特性を示した。
また、隣接する単結晶シリコン層８とはSiO2によって
電気的に分離されているために、相補型電界効果トラン
ジスタ（Ｃ−MOS）を構成しても、相互の干渉がない。
また、素子の活性層の厚さが、Siウエハを用いた場合よ
り薄いために、放射線を照射された時に発生するウエハ
内の電荷による誤動作がなくなる。更に、寄生容量が低
下するために、素子の高速化が図れる。また、任意の基
板が使用できるために、Siウエハを用いるよりも、大面
積基板上に単結晶層を低コストで形成することができ
る。更に、他の半導体、圧電体、誘電体等の基板上にも
単結晶層を形成できるために、多機能の三次元集積回路
を実現することができる。
電気的に分離されているために、相補型電界効果トラン
ジスタ（Ｃ−MOS）を構成しても、相互の干渉がない。
また、素子の活性層の厚さが、Siウエハを用いた場合よ
り薄いために、放射線を照射された時に発生するウエハ
内の電荷による誤動作がなくなる。更に、寄生容量が低
下するために、素子の高速化が図れる。また、任意の基
板が使用できるために、Siウエハを用いるよりも、大面
積基板上に単結晶層を低コストで形成することができ
る。更に、他の半導体、圧電体、誘電体等の基板上にも
単結晶層を形成できるために、多機能の三次元集積回路
を実現することができる。
（窒化シリコンの組成） これまで述べてきたような堆積面材料と異種材料との
十分な核形成密度差を得るには、Si3N4に限定されるも
のではなく、窒化シリコンの組成を変化させたものでも
よい。
十分な核形成密度差を得るには、Si3N4に限定されるも
のではなく、窒化シリコンの組成を変化させたものでも
よい。
RFプラズマ中でSiH4ガスとNH3ガスとを分解させて低
温で窒化シリコン膜を形成するプラズマCVD法では、SiH
4ガスとNH3ガスとの流量比を変化させることで、堆積す
る窒化シリコン膜のSiとＮの組成比を大幅に変化させる
ことができる。
温で窒化シリコン膜を形成するプラズマCVD法では、SiH
4ガスとNH3ガスとの流量比を変化させることで、堆積す
る窒化シリコン膜のSiとＮの組成比を大幅に変化させる
ことができる。
第９図は、SiH4とNH3の流量比と形成された窒化シリ
コン膜中のSiおよびＮの組成比との関係を示したグラフ
である。
コン膜中のSiおよびＮの組成比との関係を示したグラフ
である。
この時の堆積条件は、RF出力175W、基板温度380℃で
あり、SiH4ガス流量を300cc/minに固定し、NH3ガスの流
量を変化させた。同グラフに示すようにNH3/SiH4のガス
流量比を４〜10へ変化させると、窒化シリコン膜中のSi
/N比は1.1〜0.58に変化することがオージェ電子分光法
によって明らかとなった。
あり、SiH4ガス流量を300cc/minに固定し、NH3ガスの流
量を変化させた。同グラフに示すようにNH3/SiH4のガス
流量比を４〜10へ変化させると、窒化シリコン膜中のSi
/N比は1.1〜0.58に変化することがオージェ電子分光法
によって明らかとなった。
また、減圧CVD法でSiH2Cl2ガスとNH3ガスとを導入
し、0.3Torrの減圧下、温度約800℃の条件で形成した窒
化シリコン膜の組成は、ほぼ化学量論比であるSi3N4（S
i/N＝0.75）に近いものであった。
し、0.3Torrの減圧下、温度約800℃の条件で形成した窒
化シリコン膜の組成は、ほぼ化学量論比であるSi3N4（S
i/N＝0.75）に近いものであった。
また、SiをアンモニアあるいはN2中で約1200℃で熱処
理すること（熱窒化法）で形成される窒化シリコン膜
は、その形成方法が熱平衡下で行われるために、更に化
学量論比に近い組成を得ることができる。
理すること（熱窒化法）で形成される窒化シリコン膜
は、その形成方法が熱平衡下で行われるために、更に化
学量論比に近い組成を得ることができる。
以上の様に種々の方法で形成した窒化シリコンのSiの
核形成密度がSiO2より高い堆積面材料として用いて上記
Siの核を成長させると、その組成比により核形成密度に
差が生じる。
核形成密度がSiO2より高い堆積面材料として用いて上記
Siの核を成長させると、その組成比により核形成密度に
差が生じる。
第10図は、Si/N組成比と核形成密度との関係を示すグ
ラフである。同グラフに示すように、窒化シリコン膜の
組成を変化させることで、その上に成長するSiの核形成
密度は大幅に変化する。この時の核形成条件は、SiCl4
ガスを175Torrに減圧し、1000℃でH2と反応させてSiを
生成させる。
ラフである。同グラフに示すように、窒化シリコン膜の
組成を変化させることで、その上に成長するSiの核形成
密度は大幅に変化する。この時の核形成条件は、SiCl4
ガスを175Torrに減圧し、1000℃でH2と反応させてSiを
生成させる。
このように窒化シリコンの組成によって核形成密度が
変化する現象は、単一の核を成長させる程度に十分微細
に形成される異種材料としての窒化シリコンの大きさに
影響を与える。すなわち、核形成密度が大きい組成を有
する窒化シリコンは、非常に微細に形成しない限り、単
一の核を形成することができない。
変化する現象は、単一の核を成長させる程度に十分微細
に形成される異種材料としての窒化シリコンの大きさに
影響を与える。すなわち、核形成密度が大きい組成を有
する窒化シリコンは、非常に微細に形成しない限り、単
一の核を形成することができない。
したがって、核形成密度と、単一の核が選択できる最
適な窒化シリコンの大きさとを選択する必要がある。た
とえば〜105cm-2の核形成密度を得る堆積条件では、窒
化シリコンの大きさは約４μｍ以下であれば単一の核を
選択できる。
適な窒化シリコンの大きさとを選択する必要がある。た
とえば〜105cm-2の核形成密度を得る堆積条件では、窒
化シリコンの大きさは約４μｍ以下であれば単一の核を
選択できる。
（イオン注入による異種材料の形成） Siに対して核形成密度差を実現する方法として、核形
成密度の低い堆積面材料であるSiO2の表面に局所的にS
i,N,P,B,F,Ar,He,C,As,Ga,Ge等をイオン注入してSiO2の
堆積面に変質領域を形成し、この変質領域を核形成密度
の高い堆積面材料としても良い。
成密度の低い堆積面材料であるSiO2の表面に局所的にS
i,N,P,B,F,Ar,He,C,As,Ga,Ge等をイオン注入してSiO2の
堆積面に変質領域を形成し、この変質領域を核形成密度
の高い堆積面材料としても良い。
例えば、SiO2表面をレジストで多い、所望の箇所を露
光、現像、溶解させてSiO2表面を部分的に表出させる。
光、現像、溶解させてSiO2表面を部分的に表出させる。
続いて、SiF4ガスをソースガスとして用い、Siイオン
を10keVで１×1016〜１×1018cm-2の密度でSiO2表面に
打込む。これによる投影飛程は114Åであり、SiO2表面
ではSi濃度が〜1022cm-3に達する。SiO2はもともと非晶
質であるために、Siイオンを注入した領域も非晶質であ
る。
を10keVで１×1016〜１×1018cm-2の密度でSiO2表面に
打込む。これによる投影飛程は114Åであり、SiO2表面
ではSi濃度が〜1022cm-3に達する。SiO2はもともと非晶
質であるために、Siイオンを注入した領域も非晶質であ
る。
なお、変質領域を形成するには、レジストをマスクと
してイオン注入を行うこともできるが、集束イオンビー
ム技術を用いて、レジストマスクを使用せずに絞られた
SiイオンをSiO2表面に注入してもよい。
してイオン注入を行うこともできるが、集束イオンビー
ム技術を用いて、レジストマスクを使用せずに絞られた
SiイオンをSiO2表面に注入してもよい。
こうしてイオン注入を行った後、レジストを剥離する
ことで、SiO2面にSiが過剰な変質領域が形成される。こ
のように変質領域が形成されたSiO2堆積面にSiを気相成
長させる。
ことで、SiO2面にSiが過剰な変質領域が形成される。こ
のように変質領域が形成されたSiO2堆積面にSiを気相成
長させる。
第11図は、Siイオンの注入量と核形成密度との関係を
示すグラフである。
示すグラフである。
同グラフに示すように、Si+注入量が多い程、核形成
密度が増大することがわかる。
密度が増大することがわかる。
したがって、変質領域を十分微細に形成することで、
この変質領域を異種材料としてSiの単一の核を成長させ
ることができ、上述したように単結晶を成長させること
ができる。
この変質領域を異種材料としてSiの単一の核を成長させ
ることができ、上述したように単結晶を成長させること
ができる。
なお、変質領域を単一の核が成長する程度に十分微細
に形成することは、レジストのパターニングや、集束イ
オンビームのビームを絞ることによって容易に達成され
る。
に形成することは、レジストのパターニングや、集束イ
オンビームのビームを絞ることによって容易に達成され
る。
（CVD以外のSi堆積方法） Siの選択核形成によって単結晶を成長させるには、CV
D法だけではなく、Siを真空中（＜10-6Torr）で電子銃
により蒸発させ、加熱した基板に堆積させる方法も用い
られる。特に、超高真空中（＜10-9Torr）で蒸着を行う
MBE（Molecular Beam Epitaxy）法では、基板温度900℃
以上でSiビームとSiO2が反応を始め、SiO2上でのSiの核
形成は皆無になることが知られている（T.Yonehara,S,Y
oshioka and S.Miyazawa Journal of Applied Physics
53,10,p6839,1983）。
D法だけではなく、Siを真空中（＜10-6Torr）で電子銃
により蒸発させ、加熱した基板に堆積させる方法も用い
られる。特に、超高真空中（＜10-9Torr）で蒸着を行う
MBE（Molecular Beam Epitaxy）法では、基板温度900℃
以上でSiビームとSiO2が反応を始め、SiO2上でのSiの核
形成は皆無になることが知られている（T.Yonehara,S,Y
oshioka and S.Miyazawa Journal of Applied Physics
53,10,p6839,1983）。
この現象を利用してSiO2上に点在させた微小な窒化シ
リコンに完全な選択性をもってSiの単一の核を形成し、
そこに単結晶Siを成長させることができた。この時の堆
積条件は、真空度10-8Torr以下、Siビーム強度9.7×10
14atoms/cm2・sec、基板温度900℃〜1000℃であった。
リコンに完全な選択性をもってSiの単一の核を形成し、
そこに単結晶Siを成長させることができた。この時の堆
積条件は、真空度10-8Torr以下、Siビーム強度9.7×10
14atoms/cm2・sec、基板温度900℃〜1000℃であった。
この場合、SiO2＋Si→2SiO↑という反応により、SiO
という蒸気圧の著しく高い反応生成物が形成され、この
蒸気によるSiO2自身のSiによるエッチングが生起してい
る。
という蒸気圧の著しく高い反応生成物が形成され、この
蒸気によるSiO2自身のSiによるエッチングが生起してい
る。
これに対して、窒化シリコン上では上記エッチング現
象は起こらず、核形成、そして堆積が生じている。
象は起こらず、核形成、そして堆積が生じている。
したがって、核形成密度の高い堆積面材料としては、
窒化シリコン以外に、タンタル酸化物（Ta2O5）、窒化
シリコン酸化物（SiON）等を使用しても同様の効果を得
ることができる。すなわち、これらの材料の微小形成し
て上記異種材料とすることで、同様に単結晶を成長させ
ることができる。
窒化シリコン以外に、タンタル酸化物（Ta2O5）、窒化
シリコン酸化物（SiON）等を使用しても同様の効果を得
ることができる。すなわち、これらの材料の微小形成し
て上記異種材料とすることで、同様に単結晶を成長させ
ることができる。
以上詳細に説明した単結晶成長法によって、上記各構
成例に示す絶縁層113の凹部の単結晶シリコン層114が形
成される。
成例に示す絶縁層113の凹部の単結晶シリコン層114が形
成される。
第12図（Ａ）〜（Ｃ）は、第一構成例における単結晶
シリコンの形成工程図である。
シリコンの形成工程図である。
同図（Ａ）において、SiO2の絶縁層113にエッチング
により凹部を形成し、そこに異種材料120（ここではSi3
N4）を微小に形成する。
により凹部を形成し、そこに異種材料120（ここではSi3
N4）を微小に形成する。
次に、ｎ型不純物ガスを混ぜて単結晶シリコンを成長
させ、同図（Ｂ）に示すようにｎ型単結晶シリコンで凹
部を埋め、平坦化してｎ型単結晶シリコン層114を形成
する。
させ、同図（Ｂ）に示すようにｎ型単結晶シリコンで凹
部を埋め、平坦化してｎ型単結晶シリコン層114を形成
する。
次に、同図（Ｃ）に示すように、単結晶シリコン層11
4上にゲート酸化膜121を形成した後、ポリシリコン等の
材料でゲート電極108をパターニング形成する。
4上にゲート酸化膜121を形成した後、ポリシリコン等の
材料でゲート電極108をパターニング形成する。
次に、ｐ型不純物イオンをゲート電極108をマスクと
して注入し、続く熱処理によってソース・ドレイン領域
122および123を形成する。
して注入し、続く熱処理によってソース・ドレイン領域
122および123を形成する。
［発明の効果］ 以上詳細に説明したように、本発明の光電変換装置の
製造方法は、光トランジスタが形成された半導体基板上
の絶縁膜上に単結晶の半導体領域を形成し、この単結晶
の半導体領域にスイッチ手段を形成したために、端子数
が多くとも容易に微細化を促進することができ、高密度
化および高解像度化を達成できる。
製造方法は、光トランジスタが形成された半導体基板上
の絶縁膜上に単結晶の半導体領域を形成し、この単結晶
の半導体領域にスイッチ手段を形成したために、端子数
が多くとも容易に微細化を促進することができ、高密度
化および高解像度化を達成できる。
第１図（Ａ）は、本発明により製造された光電変換装置
の第一構成例の概略的断面図、第１図（Ｂ）は、その等
価回路図、 第２図（Ａ）は、本発明により製造された光電変換装置
の第二構成例の等価回路図、第２図（Ｂ）は、リフレッ
シュ動作を説明するための電圧波形図、 第３図（Ａ）は、本発明により製造された光電変換装置
の第三構成例の等価回路図、第３図（Ｂ）は、リフレッ
シュ動作を説明するための電圧波形図、 第４図（Ａ）は、本発明により製造された光電変換装置
の第四構成例の等価回路図、第４図（Ｂ）は、リフレッ
シュ動作を説明するための電圧波形図、 第５図（Ａ）および（Ｂ）は選択堆積法の説明図、 第６図は、SiO2の堆積面と窒化シリコンの堆積面との核
形成密度の経時変化を示すグラフ、 第７図（Ａ）〜（Ｄ）は、単結晶形成方法の一例を示す
形成工程図、 第８図（Ａ）および（Ｂ）は、第７図（Ａ）および
（Ｄ）における基板の斜視図、 第９図は、SiH4とNH3の流量比と形成された窒化シリコ
ン膜中のSiおよびＮの組成比との関係を示したグラフ、 第10図は、Si/N組成比と核形成密度との関係を示すグラ
フ、 第11図は、Siイオンの注入量と核形成密度との関係を示
すグラフ、 第12図（Ａ）〜（Ｃ）は、第一構成例における単結晶シ
リコンの形成工程図、 第13図（Ａ）は、特願昭58−120755号に記載されている
光電変換装置の概略的平面図、第13図（Ｂ）は、そのＡ
−Ａ′線断面図、第13図（Ｃ）は、その等価回路図、 第14図（Ａ）は、MOSトランジスタの動作を説明する電
圧波形図、第14図（Ｂ）は、リフレッシュ動作を説明す
るための電圧波形図である。 101……基板 103……n-エピタキシャル層 104……ｐベース領域 106……n+エミッタ領域 109……キャパシタ電極 113……絶縁層 114……単結晶シリコン層 115……MOSトランジスタ
の第一構成例の概略的断面図、第１図（Ｂ）は、その等
価回路図、 第２図（Ａ）は、本発明により製造された光電変換装置
の第二構成例の等価回路図、第２図（Ｂ）は、リフレッ
シュ動作を説明するための電圧波形図、 第３図（Ａ）は、本発明により製造された光電変換装置
の第三構成例の等価回路図、第３図（Ｂ）は、リフレッ
シュ動作を説明するための電圧波形図、 第４図（Ａ）は、本発明により製造された光電変換装置
の第四構成例の等価回路図、第４図（Ｂ）は、リフレッ
シュ動作を説明するための電圧波形図、 第５図（Ａ）および（Ｂ）は選択堆積法の説明図、 第６図は、SiO2の堆積面と窒化シリコンの堆積面との核
形成密度の経時変化を示すグラフ、 第７図（Ａ）〜（Ｄ）は、単結晶形成方法の一例を示す
形成工程図、 第８図（Ａ）および（Ｂ）は、第７図（Ａ）および
（Ｄ）における基板の斜視図、 第９図は、SiH4とNH3の流量比と形成された窒化シリコ
ン膜中のSiおよびＮの組成比との関係を示したグラフ、 第10図は、Si/N組成比と核形成密度との関係を示すグラ
フ、 第11図は、Siイオンの注入量と核形成密度との関係を示
すグラフ、 第12図（Ａ）〜（Ｃ）は、第一構成例における単結晶シ
リコンの形成工程図、 第13図（Ａ）は、特願昭58−120755号に記載されている
光電変換装置の概略的平面図、第13図（Ｂ）は、そのＡ
−Ａ′線断面図、第13図（Ｃ）は、その等価回路図、 第14図（Ａ）は、MOSトランジスタの動作を説明する電
圧波形図、第14図（Ｂ）は、リフレッシュ動作を説明す
るための電圧波形図である。 101……基板 103……n-エピタキシャル層 104……ｐベース領域 106……n+エミッタ領域 109……キャパシタ電極 113……絶縁層 114……単結晶シリコン層 115……MOSトランジスタ
Claims (1)
- 【請求項１】第１導電型の半導体からなる一対の主電極
領域と反対導電型の半導体からなる制御電極領域とを有
する光トランジスタと、前記制御電極領域の電位を所定
の電位にする為のスイッチ手段とを備えた光電変換装置
の製造方法において、 前記光トランジスタが形成された半導体基板上に絶縁膜
を形成し、 前記絶縁膜の表面の一部に、該絶縁膜より核形成密度が
高くかつ成長して単結晶になる核が唯一形成されるに充
分微細な異種材料の面を設け、 気相成長により前記異種材料の面上に形成された核を成
長させて単結晶の半導体領域を形成し、 前記単結晶の半導体領域に前記スイッチ手段を形成する
ことを特徴とする光電変換装置の製造方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61162128A JPH0812906B2 (ja) | 1986-07-11 | 1986-07-11 | 光電変換装置の製造方法 |
| FR8709833A FR2601503B1 (fr) | 1986-07-11 | 1987-07-10 | Appareil de conversion photo-electrique |
| GB8716261A GB2192488B (en) | 1986-07-11 | 1987-07-10 | Photoelectric conversion apparatus |
| DE19873722916 DE3722916A1 (de) | 1986-07-11 | 1987-07-10 | Fotoelektrische wandlervorrichtung |
| US07/357,635 US5008206A (en) | 1986-07-11 | 1989-05-24 | Method for making a photoelectric conversion device using an amorphous nucleation site |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61162128A JPH0812906B2 (ja) | 1986-07-11 | 1986-07-11 | 光電変換装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6318667A JPS6318667A (ja) | 1988-01-26 |
| JPH0812906B2 true JPH0812906B2 (ja) | 1996-02-07 |
Family
ID=15748572
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61162128A Expired - Fee Related JPH0812906B2 (ja) | 1986-07-11 | 1986-07-11 | 光電変換装置の製造方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5008206A (ja) |
| JP (1) | JPH0812906B2 (ja) |
| DE (1) | DE3722916A1 (ja) |
| FR (1) | FR2601503B1 (ja) |
| GB (1) | GB2192488B (ja) |
Families Citing this family (29)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU588700B2 (en) * | 1986-06-30 | 1989-09-21 | Canon Kabushiki Kaisha | Semiconductor device and method for producing the same |
| JP2505754B2 (ja) * | 1986-07-11 | 1996-06-12 | キヤノン株式会社 | 光電変換装置の製造方法 |
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