JPS61121480A - 光電変換素子及びその製造方法 - Google Patents
光電変換素子及びその製造方法Info
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- JPS61121480A JPS61121480A JP59243896A JP24389684A JPS61121480A JP S61121480 A JPS61121480 A JP S61121480A JP 59243896 A JP59243896 A JP 59243896A JP 24389684 A JP24389684 A JP 24389684A JP S61121480 A JPS61121480 A JP S61121480A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor 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
- H01L31/08—Semiconductor 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
- H01L31/10—Semiconductor 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
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- H01L31/113—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by field-effect operation, e.g. junction field-effect phototransistor being of the conductor-insulator-semiconductor type, e.g. metal-insulator-semiconductor field-effect transistor
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は狭バンドギャップ化合物半導体を基板としだ光
電変換素子に係り、特に光電置換特性？向上させ、しか
も工程が簡便である新規な光電変換素子及びその製造方
法に関する。
電変換素子に係り、特に光電置換特性？向上させ、しか
も工程が簡便である新規な光電変換素子及びその製造方
法に関する。
狭バンドギャップ化合物半導体、例えば、ＨｆＣｔＴｇ
、 Ｉｎｃｈ 、 Ｐｂ５ｎＴｔ等は一般に、高温テ
ノ処理ができないため製造上の問題がある。またマスク
合せ誤差による素子特性劣化の問題がある。
、 Ｉｎｃｈ 、 Ｐｂ５ｎＴｔ等は一般に、高温テ
ノ処理ができないため製造上の問題がある。またマスク
合せ誤差による素子特性劣化の問題がある。
第３図に従来の狭バンドギャップ化合物半導体を基板に
した従来の二次元配列のｐ−ル接合型光電変換素子の断
面を示す。１がル形のＩルＳｂ、ＨｐＣｄＴ−またはＰ
ｂ５ｎＴ−などの狭バンドギャップ化合物半導体の基板
であり、ｐ拡散層２及び画素間分離のル 拡散層４が形
成され、１層目絶縁膜３．フィールドプレー）（Ａｓ）
５．２層目絶縁膜６が形成され、各画素のＰ 拡散１！
ｉｉ２の接続電極７（例えばＩｎ ）がリフトオフ法な
どで形成されている。
した従来の二次元配列のｐ−ル接合型光電変換素子の断
面を示す。１がル形のＩルＳｂ、ＨｐＣｄＴ−またはＰ
ｂ５ｎＴ−などの狭バンドギャップ化合物半導体の基板
であり、ｐ拡散層２及び画素間分離のル 拡散層４が形
成され、１層目絶縁膜３．フィールドプレー）（Ａｓ）
５．２層目絶縁膜６が形成され、各画素のＰ 拡散１！
ｉｉ２の接続電極７（例えばＩｎ ）がリフトオフ法な
どで形成されている。
従来、第３図の素子において、フィールドプレート電極
５の上の２層目絶縁Ｗｉ６は、蒸着によるＺ ｎ Ｓな
どが用いられていたが、絶縁耐圧がよくないという欠点
がある。また、マスク合せの誤差を考慮するため。２層
目絶縁層６およびハ電極７は、受光部であるｐ−ｓ接合
部Ｃ：大きく重なるという欠点があり、受光面積が第３
図のように減少してしまう。さらに、フィールドプレー
ト電極、極５とｐ −ｉ接合部間（：マスク合せの誤差
によるすき間ｄが生じ、その結果 ｐ −７４接合の逆
バイアス特性が劣化、すなわち、暗電流が大きくなると
いう欠点がある。フィールドプレート電極５は１本来適
当な電圧をかけて、この暗電流を減少させるために設け
られているのだが、すき間ｄによりこれが有効Ｃ：機能
できない。
５の上の２層目絶縁Ｗｉ６は、蒸着によるＺ ｎ Ｓな
どが用いられていたが、絶縁耐圧がよくないという欠点
がある。また、マスク合せの誤差を考慮するため。２層
目絶縁層６およびハ電極７は、受光部であるｐ−ｓ接合
部Ｃ：大きく重なるという欠点があり、受光面積が第３
図のように減少してしまう。さらに、フィールドプレー
ト電極、極５とｐ −ｉ接合部間（：マスク合せの誤差
によるすき間ｄが生じ、その結果 ｐ −７４接合の逆
バイアス特性が劣化、すなわち、暗電流が大きくなると
いう欠点がある。フィールドプレート電極５は１本来適
当な電圧をかけて、この暗電流を減少させるために設け
られているのだが、すき間ｄによりこれが有効Ｃ：機能
できない。
本発明は、アルミニウムＡｔの陽極酸化膜が室温で形成
でき、しかも耐圧、耐熱性が良好であることを見い出し
、これを基礎としてなされたものである。
でき、しかも耐圧、耐熱性が良好であることを見い出し
、これを基礎としてなされたものである。
本発明においては、■一導電形の狭バンドギャップ化合
物半導体の基板と、該基板上に形成された一層目絶縁膜
と該一層目絶縁膜ｆ；影形成れた窓と、該一層目絶縁膜
上に整合して備えられるアルミニウムのフィールドプレ
ート及びフィールドプレートのアルミニウムの上面及び
側面に形成された陽極酸化膜と、前記窓内の基板に形成
された反対導電形の不純物領域と、前記アルミニウムの
フィールドプレートの上面及び側面に形成された陽極酸
化膜上と前記反対導電形の不純物領域の一部Ｃ；かけて
形成された金属の電極全備える光電変換素子の構造を提
供する。また、その製造方法として、■一導電形の狭バ
ンドギャップ化合物半導体の基板上に一層目絶縁膜を形
成し、該一層目絶縁膜上にｒルミニワム層を形成して該
アルミニウム層をバターニングし、該バターニングされ
たアルミニウム層を陽極酸化し、その後膣陽極酸化【二
よる膜が形成されたアルミニウム層をマスクＣ：用いて
前記一層目絶縁膜を除去し、該除去部より反対導電形の
不純物を拡散して基板に反対導電形の拡散領域全形成し
、その後膣反対導電形の拡散領域に金属電極！接続する
ことを特徴とする光電変換素子の製造方法を提供する。
物半導体の基板と、該基板上に形成された一層目絶縁膜
と該一層目絶縁膜ｆ；影形成れた窓と、該一層目絶縁膜
上に整合して備えられるアルミニウムのフィールドプレ
ート及びフィールドプレートのアルミニウムの上面及び
側面に形成された陽極酸化膜と、前記窓内の基板に形成
された反対導電形の不純物領域と、前記アルミニウムの
フィールドプレートの上面及び側面に形成された陽極酸
化膜上と前記反対導電形の不純物領域の一部Ｃ；かけて
形成された金属の電極全備える光電変換素子の構造を提
供する。また、その製造方法として、■一導電形の狭バ
ンドギャップ化合物半導体の基板上に一層目絶縁膜を形
成し、該一層目絶縁膜上にｒルミニワム層を形成して該
アルミニウム層をバターニングし、該バターニングされ
たアルミニウム層を陽極酸化し、その後膣陽極酸化【二
よる膜が形成されたアルミニウム層をマスクＣ：用いて
前記一層目絶縁膜を除去し、該除去部より反対導電形の
不純物を拡散して基板に反対導電形の拡散領域全形成し
、その後膣反対導電形の拡散領域に金属電極！接続する
ことを特徴とする光電変換素子の製造方法を提供する。
Ａｔの陽極酸化膜ははｔＡｌ、０３であることが確認さ
れ、耐圧、耐熱性とも良く、室温で形成できるという利
点をもつ。例えば、室温で形成した６００Ａ０厚さの陽
極酸化膜で約３０Ｔ’の耐圧が得られ、３ｏＯ〜９００
Ａ程度の膜厚で十分実用可能な耐圧が得られる。
れ、耐圧、耐熱性とも良く、室温で形成できるという利
点をもつ。例えば、室温で形成した６００Ａ０厚さの陽
極酸化膜で約３０Ｔ’の耐圧が得られ、３ｏＯ〜９００
Ａ程度の膜厚で十分実用可能な耐圧が得られる。
本発明によれば、フィールドプレート［極としてのＡｔ
と１反対導電形（例えばＰ領域）との位置関係や、Ａｔ
と層間絶縁層との位置関係がマスク合せ精度によらず正
確であるため、受光部は広くすることができる。またｐ
領域端とフィールドプレート電極との間にすき間が実
質上形成されないから、逆バイアス特性が良くなる。
と１反対導電形（例えばＰ領域）との位置関係や、Ａｔ
と層間絶縁層との位置関係がマスク合せ精度によらず正
確であるため、受光部は広くすることができる。またｐ
領域端とフィールドプレート電極との間にすき間が実
質上形成されないから、逆バイアス特性が良くなる。
第１図Ｃ：本発明の光電変換素子の製造工程を示してい
る。
る。
■ 図Ａにおいて、ルーＩルｓｂ基板１１の表面にＣＶ
ＤでＳ ｉ Ｏ，膜１３を５０００Ａ位堆積する。その
際基板の加熱は３００℃程度（ニする。その後、チャネ
ルストップ部をバターニングしてＳｉｎ、１３に開口を
形成し、Ｓｎを拡散してル形のチャネルストップ部１２
４’形成する。
ＤでＳ ｉ Ｏ，膜１３を５０００Ａ位堆積する。その
際基板の加熱は３００℃程度（ニする。その後、チャネ
ルストップ部をバターニングしてＳｉｎ、１３に開口を
形成し、Ｓｎを拡散してル形のチャネルストップ部１２
４’形成する。
■ 図Ｂにおいて、Ｅｇｏ、１５を除き、再びＣＶＤで
１層目絶縁層としてのＳｚ Ｏｘ １９ ’ａ’形成す
る。
１層目絶縁層としてのＳｚ Ｏｘ １９ ’ａ’形成す
る。
■ 図Ｃにおいて、 ５ｃＯｔ１９上にＡｌＩ３を蒸着
し。
し。
レジスト１５を用いてバターニングする。１６．１７が
バターニングにより形成されたＡ、！’１４の開口であ
る。Ａｌ１４は３０００Ａ程度の膜厚とし、開口１７５
．１７の幅は３０μｍ程度となした口■ 図りにおいて
、Ａ１１４の表面を陽極酸化する。
バターニングにより形成されたＡ、！’１４の開口であ
る。Ａｌ１４は３０００Ａ程度の膜厚とし、開口１７５
．１７の幅は３０μｍ程度となした口■ 図りにおいて
、Ａ１１４の表面を陽極酸化する。
陽極酸化は１例えば第２図Ｃ：示すように、ピーカ３３
内にＡＧＶＶ液５４液滴４し、試料３１と白金電極３２
に定電流源を接続し、 Ｏ−１〜０−３ｍＡ／Ｃｍ”の
電流を流して常温下で行なう。ＡＧＷ液は、水とエチレ
ングリコールとホワ酸アンモニワムから成る。陽極酸化
膜１８の厚さは３００Ａ〜２００Ａとなす。
内にＡＧＶＶ液５４液滴４し、試料３１と白金電極３２
に定電流源を接続し、 Ｏ−１〜０−３ｍＡ／Ｃｍ”の
電流を流して常温下で行なう。ＡＧＷ液は、水とエチレ
ングリコールとホワ酸アンモニワムから成る。陽極酸化
膜１８の厚さは３００Ａ〜２００Ａとなす。
■ 図Ｅにおいて、１層目絶縁層である。Ｓ’ＺＱ、１
９を陽極酸化されたＡ１１４をマスクとして除去して、
核部よりＣｄ ｇ ５００℃で６０分間熱拡散して＋ Ｐ領域２０ 、２１ Ｙ形成する。
９を陽極酸化されたＡ１１４をマスクとして除去して、
核部よりＣｄ ｇ ５００℃で６０分間熱拡散して＋ Ｐ領域２０ 、２１ Ｙ形成する。
■ 図Ｆ（ごおいて、リフトオフによりＩｎの電極２２
、２５を陽極酸化膜１８上とＰ 領域２０ 、２１の
一部Ｃ：かけて形成する。ｐ領域は１０１８〜ｔｏＣ，
、−ｓの濃度とし （ｎ電極２２ 、２５は５０００Ａ
の膜厚とするーなお、ｎ−１ルＳｂ基板１１の不純物濃
度は５Ｘ１００ｒＩＬ となした。図Ｆにおいて、Ａ
ｔ１４はフィールドプレートとして用いられ、適当な電
圧が印加されるものであるが、その端面にも良好な陽極
酸化膜１８′が形成され、したがって。
、２５を陽極酸化膜１８上とＰ 領域２０ 、２１の
一部Ｃ：かけて形成する。ｐ領域は１０１８〜ｔｏＣ，
、−ｓの濃度とし （ｎ電極２２ 、２５は５０００Ａ
の膜厚とするーなお、ｎ−１ルＳｂ基板１１の不純物濃
度は５Ｘ１００ｒＩＬ となした。図Ｆにおいて、Ａ
ｔ１４はフィールドプレートとして用いられ、適当な電
圧が印加されるものであるが、その端面にも良好な陽極
酸化膜１８′が形成され、したがって。
図Ｆのように、直接Ｉルミ極２２を形成できる。
以上実施例を示したが、以下に比較例として池のマスク
材及びセルファラインマスク材を示す。
材及びセルファラインマスク材を示す。
表
表のように、 Ｐｏ１ｙ Ｓｓ 、 Ｍｏではセルファ
ラインが可能であるが１本発明の狭バンドギャップ化合
物半導体に対しては、処理温度が高くなりすぎて適用不
可である。一方、５ｉＯ５Ｎ、 、 Ｓｉｎ、ではセル
ファラインが不可であり、第３図のような構造となるう
え、形成温度も高いため良好な素子特性が得られない。
ラインが可能であるが１本発明の狭バンドギャップ化合
物半導体に対しては、処理温度が高くなりすぎて適用不
可である。一方、５ｉＯ５Ｎ、 、 Ｓｉｎ、ではセル
ファラインが不可であり、第３図のような構造となるう
え、形成温度も高いため良好な素子特性が得られない。
これらに比して１本発明の陽極酸化Ａｌｆ用いたセルフ
ァラインがいかに有益か明らかであろう。
ァラインがいかに有益か明らかであろう。
なお１本発明は上述のＩｎＳｂ以外に多くの狭バンドギ
ャップ化合物半導体Ｃ：適用できるものである１例えば
ＨダＣｒＬＴｅ 、 ＰｈＳルＴ６等である。なおＨｆ
ＣｔｉＴｇ〕場合、上記■、■の工程でＳｚＯ！１３．
１９のＣＶＤをより低温度の２００℃以下で行なう必要
がある。
ャップ化合物半導体Ｃ：適用できるものである１例えば
ＨダＣｒＬＴｅ 、 ＰｈＳルＴ６等である。なおＨｆ
ＣｔｉＴｇ〕場合、上記■、■の工程でＳｚＯ！１３．
１９のＣＶＤをより低温度の２００℃以下で行なう必要
がある。
また１本発明の適用例として Ｑ ｂ ７” ｇ上にエ
ピタキシャル成長させたＨｇＣｃｔＴｇを基板にしＱｄ
、７’ ｓ側から光を照射する場合も考えられる。この
場合は受光は基板側からであるため受光部が拡大するこ
とは有意でないにしても Ａｔの陽極酸化膜による耐圧
向上とセルファラインによるｐ −ｒ＆接合の逆バイア
ス特性の劣化防止ができる。
ピタキシャル成長させたＨｇＣｃｔＴｇを基板にしＱｄ
、７’ ｓ側から光を照射する場合も考えられる。この
場合は受光は基板側からであるため受光部が拡大するこ
とは有意でないにしても Ａｔの陽極酸化膜による耐圧
向上とセルファラインによるｐ −ｒ＆接合の逆バイア
ス特性の劣化防止ができる。
本発明によれば、以上のようにＡｔの陽極酸化膜をマス
クに熱拡散を行ない、さらにその膜を電極間絶縁層に用
いることにより、受光部の拡大。
クに熱拡散を行ない、さらにその膜を電極間絶縁層に用
いることにより、受光部の拡大。
マスク合せ誤差によるｐ−ｎ接合の逆バイアス特性の劣
化の除去が可能になり、さらＣＡＩ陽極酸化膜は耐圧が
良く、電極間ショー）Ｃよる不良が減少する効果もあり
、優れた光電変換素子が提供されるものである。
化の除去が可能になり、さらＣＡＩ陽極酸化膜は耐圧が
良く、電極間ショー）Ｃよる不良が減少する効果もあり
、優れた光電変換素子が提供されるものである。
第１図Ａ、Ｆは本発明の一実施例を説明するための工程
図。 第２図は本発明に用いる陽極酸化処理の説明図。 第３図は従来の光電変換素子の断面図である。 １１・・・ルーＩルＳｂ基板 １２・・・チャネルストップ部 １３・・・Ｓ番Ｏ！ １４・・・Ａｔ １５・・・レジスト １６．１７・・・（、ｌｉ４の）開口 １８・・・陽極酸化膜（Ａｔの） １９・・・Ｓｉｎ、（一層目絶縁層） ２０ 、２１・・・ｐ 領域 ２２゜２５・・・Ｉルミ極
図。 第２図は本発明に用いる陽極酸化処理の説明図。 第３図は従来の光電変換素子の断面図である。 １１・・・ルーＩルＳｂ基板 １２・・・チャネルストップ部 １３・・・Ｓ番Ｏ！ １４・・・Ａｔ １５・・・レジスト １６．１７・・・（、ｌｉ４の）開口 １８・・・陽極酸化膜（Ａｔの） １９・・・Ｓｉｎ、（一層目絶縁層） ２０ 、２１・・・ｐ 領域 ２２゜２５・・・Ｉルミ極
Claims (2)
- （１）一導電形の狭バンドギャップ化合物半導体の基板
と、該基板上に形成された一層目絶縁膜と該一層目絶縁
膜に形成された窓と、該一層目絶縁膜上に整合して備え
られるアルミニウムのフィールドプレート及びフィール
ドプレートのアルミニウムの上面及び側面に形成された
陽極酸化膜と、前記窓内の基板に形成された反対導電形
の不純物領域と、前記アルミニウムのフィールドプレー
トの上面及び側面に形成された陽極酸化膜上及び前記反
対導電形の不純物領域の一部にかけて形成された金属電
極を備えることを特徴とする光電変換素子。 - （２）一導電形の狭バンドギャップ化合物半導体の基板
上に一層目絶縁膜を形成し、該一層目絶縁膜上にアルミ
ニウム層を形成して該アルミニウム層をパターニングし
、該パターニングされたアルミニウム層を陽極酸化し、
その後該陽極酸化による膜が形成されたアルミニウム層
をマスクに用いて前記一層目絶縁膜を除去し、該除去部
より反対導電形の不純物を拡散して基板に反対導電形の
拡散領域を形成し、その後該反対導電形の拡散領域に金
属電極を接続することを特徴とする光電変換素子の製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59243896A JPS61121480A (ja) | 1984-11-19 | 1984-11-19 | 光電変換素子及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59243896A JPS61121480A (ja) | 1984-11-19 | 1984-11-19 | 光電変換素子及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61121480A true JPS61121480A (ja) | 1986-06-09 |
Family
ID=17110607
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59243896A Pending JPS61121480A (ja) | 1984-11-19 | 1984-11-19 | 光電変換素子及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61121480A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01276775A (ja) * | 1988-04-28 | 1989-11-07 | Toshiba Corp | ＩｎＳｂプレーナ光起電力形素子の製造方法 |
| JP2018088536A (ja) * | 2013-08-05 | 2018-06-07 | レイセオン カンパニー | 表面荷電抑制を有するＰｉＮダイオード構造 |
-
1984
- 1984-11-19 JP JP59243896A patent/JPS61121480A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01276775A (ja) * | 1988-04-28 | 1989-11-07 | Toshiba Corp | ＩｎＳｂプレーナ光起電力形素子の製造方法 |
| JP2018088536A (ja) * | 2013-08-05 | 2018-06-07 | レイセオン カンパニー | 表面荷電抑制を有するＰｉＮダイオード構造 |
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