JPS5961191A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPS5961191A
JPS5961191A JP57171280A JP17128082A JPS5961191A JP S5961191 A JPS5961191 A JP S5961191A JP 57171280 A JP57171280 A JP 57171280A JP 17128082 A JP17128082 A JP 17128082A JP S5961191 A JPS5961191 A JP S5961191A
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Koichi Inoue
幸一 井上
Hideki Isaka
井坂 秀樹
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor 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
    • H01L31/08Semiconductor 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 in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors
    • H01L31/10Semiconductor 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 in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors characterised by potential barriers, e.g. phototransistors
    • H01L31/101Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation
    • H01L31/102Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by only one potential barrier
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (1)発明の技術分野 本発明は牛導体装置イニ関する。特に、量子効率の良好
なPN型、P、IN  型の受光素子の改良に関する。
(2)  技術の背景 受光素子の一つにフォトダイオードがある。これはゲル
マニウム(Ge)、シリコン(Si)等を基材として使
用し、PN接合に逆・々イアスミ圧を印加すると、キャ
リヤが動いてその境界面付近が空乏層化するという現象
を利用したものである。
第1図はPN型フォトダイオードの基本構造の一例を示
す基板断面図室あり、図において、1は例えばP型ゲル
マニウム(P−Ge)よりなる基板であ1)、2はN型
ゲルマニウム(N −Ge )よりなる層であI」、3
は二酸化シリコン(Sin2)よりなる絶縁層であり、
4はアルミニウム(AA’)よ1)なる正電極、5は金
・ゲルマニウム合金(AuGe)よりなる負電極である
この様な受光素子にあっては、光は結晶表面で吸収され
るためPN接合はできるだけ浅い位置に形成する必要が
ある。量子効率が良好になるからである。したがって、
浅いPN接合を形成するための開発の努力がなされてい
る。
(3)  従来技術と問題点 従来、第1図に示せる如く、P型ゲルマニウム基板にN
型拡散層を形成しいアルミニウム(Ae)をもって電極
を形成していた。その製造方法において、アルミニウム
(Alり電極をN型拡散層上に形成し、オーミックコン
タクトを形成するためのアニール工程が含まれるが、こ
のようにして製造さハたPNフォトダイオードを動作さ
せると暗電流が増加し、その秤変によってはフォトダイ
オードとして動作し1.ないという現鍮が認められた。
こ牙1は、アニール温度におけるアルミニウム(/l’
1の挙動に起因するものと考えられる。
そこで、量子効率を良好に保ちながらも、この際な暗電
流の増加を防止するために第2図に示す如肖構造となす
手法が用いられてきた。ずなわち、N型拡散ルj以外の
構造は第1図と全<1〔q様であるが、N型領域を形成
するためのN型不純物拡散工程を2回の工程となし、図
において、12をもって示さJ]る受光領域を1回目の
拡散工程によって、又、+2’をもって示される電極接
続領域を2回目の拡散工程によって夫々形成する。この
とき、受光領域12は浅く形成されているため量子効率
が良好に保たれ、かつ、電極接続12′は受光領域I2
よりも深く形成1され、PN接合の破壊が防止されると
共に耐圧も同上される。
しかしながら、このような2回の拡散工程は煩雑である
ため、もし、1回の拡散工程で上記と同様の構造を実現
しうれば、工業的にはなはだ有利である。、 (4)発明の目的 本発明の目的は、この要請に応えることにあり、PN接
合を有し、このPN接合領摩の一部にアルミニウム(A
e)よりなる電極を有する半導体装置において、PN接
合の破壊が有効に防止される構造が1回の工程を゛もっ
て実現される″Pm体装置を提供することにある。
(5)  発明の構成 このような本発明の目的は、N型ゲルマニウム基板と、
該ゲルマニウム基板に選択的に形成されたP層領域と、
該P層領域に接するアルミニウム電極とを備え、該アル
ミニウム電極接触部のP層領域が該アルミニウム電極接
触部以外のP層領域よ0も深く形成されてなる半導体装
置によって達成される。
そして、前記アルミニウム電極接触部のP層領域は、該
アルミニウム電極からのアルミニウムの拡散により形成
されたP層領域を含むことを特徴とする。
前記従来技術において、暗電流が増加する笠の現象は、
P型不純物となるアルミニウム(Ae)がアニールによ
0浅いPN接合を突き抜けて融は出し、N型層の一部領
域の導電型を反転させるとともに、P型基板中まで進入
し、その結果、電hv部領域は全てP型層となってしま
い、この領域においてNP接合が消滅してしまうことに
あると考えられるQ 一部、N型シリコン(N−81)/@上にアルミニラA
 (Ae)よ()なる薄膜を形成し、550 (°o)
p、)1度の温度をもってアニールすると、この層中の
ドナーaW、ti 5 X In18(c、M+−” 
)  程度以下テアルトキ、アルミニウム(Ae)が融
は込んでPN ′#合が形成さAすることか知られてい
る。
本発明の発明者らは、N型ゲルマニウム(N −Ge)
基板上に真空蒸着法等を使用してアルミニウム(Ae)
層を形成したのちアニールを行なうと、基板のドナー濃
度がlX In18(cm−” )程度以下、かつ、ア
ニール温度が300〜420(’O)の範囲のとき、P
N接合が形成されることが確認した。
例えばドナー濃度が1×1015〔crn−3〕程度の
N型ゲルマニウム(N−Ge)基板に、イオン注入法等
を使用して浅いP層領域を形成したのち、このPN接合
上の所望の領域にアルミニウム(All電極を真空蒸着
法等を使用して形成し、約340C’O)〒10分間程
度アニールを行った結果、所望のPN接合が形成された
(6)発明の実姉例 以下図面を参照しつつ、本発明の一実施例に係る半導体
装置について説明し、本発明の構成と特有の効果とを明
らかにする。
一例として、ゲルマニウム(Ge)を基材とし7、受光
部径が5 (rrL−)程度であるPNフォトダイオー
ドの製造方法について述べる。
第31;ζ目♀照 ドナー1trt rzがI X IQ15(cnl、−
” )程度(f) N 型ケ/L−vニウム(N−(i
e)  基板21の一部領域にフ釣択的にP型不神!吻
と1−で席末(J3)を導入し、深さ2.ooo(X)
程度のP型費光領域22を形成する。かかる硼素の注入
エネルギーを40 (KeV、)程度、ドーズ惜を3×
10”’ (cm−2]程度とjr L、かがるイオン
注入後温度550〔°0〕、時間1時間の熱処理(アニ
ール)を行って所望のPパリ9を領域22が倍らノする
第4図餐邪 I9型X板21の全面に化学気相成長法(cvD沈)を
使用して二酸化シリコン(Si021よりなる絶縁層2
3を2.200 (X )程度の厚さに形成したのち、
公知の方7んを用いてPN接合上の所望の領域に、負電
極コンタクト用の、無終端の帯状の開口を形成する。続
いて、真空蒸稲法とフオトエ、ノテング法とを1史用し
てアルミニウム(//)よりなる負電極24を形成する
第5図参照 上v「)の工程終了後、340(’O)程度の温廂をも
って5分間程度以下のアニールをなすと、電本喫24と
P型費光領域22との界面には良prなオーミックコン
タクトが形成されるとともにアルミニウム電極24より
アルミニウム(Ae)が下方へ拡散し、P型費光領域2
2を突き抜けて、図示せる如くN型基板21の一部領域
にP壁領域22よりも深いP型頭載2乏が形成される。
しかるのち、公知の方法を使用して金・ゲルマニウム合
金(AuGe)よりなる正q @ 25を形成し、本実
施例に係るP、Nフォトダイオードを完成する。
すなわち、本発明にあっては、ゲルマニウム基板21中
への不純物導入工程(イオン注入)は1回のみであ【)
、アルミニウムtW: q+ 24下へのアルミニウム
の拡散はオーミックコンタクト形成用アニール工程にな
されるものであって、工程数の増加はない。
第6図は、上記により完成されたゲルマニウム(Ge)
を基材とし、受光部径が5(++tm)程度のi)Nフ
ォトダイオードと、従来技術により製造され上記と同嘩
ゲルマニウム(Ge)を基材とし、受光部径が5〔mm
〕程度のPNフォトダイオードとの逆ノ々イアス電圧に
対する暗電流特性を比較した線図である。
図において、横軸は逆・ζイアスミ圧(V)であり、R
@は暗電流〔μA〕であり、実線Aは本発明の実施例に
おいて得られたPNフォトダイオードの特性フあ1]、
実線Bは従来技術において得られたPNフォトダイオー
ドの特性fある。かかる特性より明らかな如く、本実施
例により得られたPNフォトダイオードの暗電流は30
〜35〔μA〕であり、従来技術における値、80〜9
0〔μA〕に比してはるかに低減されている。
以上の構造となすことにより、ゲルマニウム(Ge)を
基材とするPNフォトダイオードにて、受光部のPN接
合を非常に浅く形成しながら、暗電流の増加が有効に防
止されうる構造を、より少。
い工程により実現することができる0 なお、第5図に示される構造において、電極冴下部のP
型領域22′をP型受光領塚22の縁部に沿って形成す
れば耐圧を更に向上することができる。
また、前記実施例にあっては、PNフォトダイオードを
掲げて詳1明したが、本発明はこれに限定されるもので
はなくPIN型7オトダイオードにも適用し得るもので
ある。
(力 発明の詳細 な説明せるとおり、本発明によハば、PN接合を有し、
このPN接合領域の一部に、アルミニウム(AIりより
なる電極を有する半導体装置において、PN接合の破壊
が有効に防止される構造が1回の工程をもって実現され
てなる、半導体装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図は従来技術におけるPNフォトダイオ
ードの基本構造を示す基板断面図であり、第3図乃至第
5図は本発明の一実拘例に係るPNフォトダイオ−Pの
製造方法における主要工程完了後の基板断面図である。 才6+vIs44つ叩〆、よる子埠葎裟イ’c、 ’5
1栗1爆舛Y貫の載に一θ贅1←4柄”tit斤づ・W
j子1層1−y〕る。 1.11・・・P型ゲルマニウム(P−Ge)基板、2
1・・・N型ゲルマニウム(N−Gθ〕基板、2.12
・N型拡散層(Ge)、12′・・・2回目の拡散工程
によって形成されたN型拡散層(Ge)、22・・・P
型拡散層(Ge)、22′・・・本発明の一実施例に係
1)、アルミニウム(AIり電極より融は出したアルミ
ニウム(AI)によって形成されたP型領域、3.13
.23・・・二酸化シリコン(S10□)絶R層、4.
14.24・・アルミニウム(AIり電極、5.15.
25・・・金・ゲルマニウム合金(AuGe)電極。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)N型ゲルマニウム基板と、該ゲルマニウム基板に
    選択的に形成されたP層領域と、該P層領域に接するア
    ルミニウム電極とを備え、該アルミニウム電極接触部の
    P層領域が該アルミニウム電極接触部以外のP型領琥よ
    りも深く形成されてなることを特徴とする半導体装置。
  2. (2)アルミニウム電極接触部のP層領域は、該アルミ
    ニウム電極からのアルミニウムの拡散により形成された
    P層領域を含むことを特徴とする特許請求の範囲第1項
    記赦の半導体装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS6066877A (ja) * 1983-09-22 1985-04-17 Shimadzu Corp フオトダイオ−ド

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ES2715451T3 (es) 2015-06-03 2019-06-04 Weidplas Gmbh Componente

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS50114187A (ja) * 1974-02-15 1975-09-06
JPS50134394A (ja) * 1974-04-10 1975-10-24

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