JPS6269672A - 光感半導体集積回路装置 - Google Patents
光感半導体集積回路装置Info
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- H—ELECTRICITY
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- 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
- H01L31/02—Details
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-
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- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components 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
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- H01L27/1443—Devices controlled by radiation with at least one potential jump or surface barrier
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- Light Receiving Elements (AREA)
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】
〔発明の技術分野〕
本発明は受光部およびその周辺回路部が同一チップ上に
形成された光感半導体集積回路装置に関する。
形成された光感半導体集積回路装置に関する。
光感半導体集積回路装置（以下、光感ＩＣという）には
受光部としてホトダイオード等の光感動素子が含まれ、
周辺回路部として増幅回路、波形整形回路、駆動回路等
が含まれている。このように受光部と周辺回路部が同一
チップ上に含まれている場合、受光部には光を照射する
必要があるが周辺回路部には光照射の必要はなく、むし
ろ照射することで回路の正常な動作に支障をきたすこと
になる（高速ホトカプラに光感ＩＣを用いた場合の例と
して、特開昭５４１５８５８４号参照）。
受光部としてホトダイオード等の光感動素子が含まれ、
周辺回路部として増幅回路、波形整形回路、駆動回路等
が含まれている。このように受光部と周辺回路部が同一
チップ上に含まれている場合、受光部には光を照射する
必要があるが周辺回路部には光照射の必要はなく、むし
ろ照射することで回路の正常な動作に支障をきたすこと
になる（高速ホトカプラに光感ＩＣを用いた場合の例と
して、特開昭５４１５８５８４号参照）。
このような問題を回避するために、周辺回路部内の少な
くとも光による影響を受ける部分を、光を通過させない
遮光性部材で覆う提案がなされている。その−例は前記
特開昭５４１５３５８４号公報に記載され、また特開昭
５９１３４８７２号公報、特開昭５９１５２８６２号公
報にも他の例が記載されている。
くとも光による影響を受ける部分を、光を通過させない
遮光性部材で覆う提案がなされている。その−例は前記
特開昭５４１５３５８４号公報に記載され、また特開昭
５９１３４８７２号公報、特開昭５９１５２８６２号公
報にも他の例が記載されている。
第４図はこの従来の遮光手段を施した光感ＩＣの例を示
している。
している。
第４図において、１はＰ型シリコン基板である。
該シリコン基板には受光素子としてホトダイオード１０
が形成され、また周辺回路を構成する抵抗素子２０およ
びＮＰＮ ）ランジスタ３０が形成されている。ホトダ
イオード素子１０は、Ｐ型基板１に形成されたＮ−型の
カソード領域１１および該カソード領域内に形成された
Ｐ型アノード領域１２からなっている。また、シリコン
基板１の表面を覆う酸化シリコン膜２に開孔されたコン
タクトホールを介してアルミニウム膜パターンによるア
ノード電極１４およびカソード電極１５が形成されてい
る。１３はカソード電極の接触抵抗を低減するためのＮ
生型コンタクト領域である。一方、抵抗素子２０はＮ−
型領域２１内に形成されたＰ型拡散抵抗領域２２からな
り、該拡散抵抗領域の両端部にはアルミニウム電極２３
．２４が形成されている。またＮＰＮ ）ランジスタ３
０は、Ｐ型基板１に寄生されたＮ−型コレクタ領域３１
と、該コレクタ領域内に形成されたＰ型ベース領域３２
と、該ベース領域内に形成されたＮ十型エミッタ領域３
３とからなっている。各領域にオーミック接触したエミ
ッタ電極３５、ベース電極３６およびコレクタ電極３７
がアルミニウムパターンで形成されている。３４はコレ
クタコンタクト領域である。そして、各素子部の電極１
４，１５゜２３．２４，３５，３６．３７を覆うＣＶＩ
）−８ｉ０２膜またはポリイミド樹脂膜等の絶縁膜３が
形成されている。更に、この絶縁膜３の上には遮光用金
属膜４が受光部１０以外の周辺回路素子部２０．３０の
全表面を覆うように形成されている。
が形成され、また周辺回路を構成する抵抗素子２０およ
びＮＰＮ ）ランジスタ３０が形成されている。ホトダ
イオード素子１０は、Ｐ型基板１に形成されたＮ−型の
カソード領域１１および該カソード領域内に形成された
Ｐ型アノード領域１２からなっている。また、シリコン
基板１の表面を覆う酸化シリコン膜２に開孔されたコン
タクトホールを介してアルミニウム膜パターンによるア
ノード電極１４およびカソード電極１５が形成されてい
る。１３はカソード電極の接触抵抗を低減するためのＮ
生型コンタクト領域である。一方、抵抗素子２０はＮ−
型領域２１内に形成されたＰ型拡散抵抗領域２２からな
り、該拡散抵抗領域の両端部にはアルミニウム電極２３
．２４が形成されている。またＮＰＮ ）ランジスタ３
０は、Ｐ型基板１に寄生されたＮ−型コレクタ領域３１
と、該コレクタ領域内に形成されたＰ型ベース領域３２
と、該ベース領域内に形成されたＮ十型エミッタ領域３
３とからなっている。各領域にオーミック接触したエミ
ッタ電極３５、ベース電極３６およびコレクタ電極３７
がアルミニウムパターンで形成されている。３４はコレ
クタコンタクト領域である。そして、各素子部の電極１
４，１５゜２３．２４，３５，３６．３７を覆うＣＶＩ
）−８ｉ０２膜またはポリイミド樹脂膜等の絶縁膜３が
形成されている。更に、この絶縁膜３の上には遮光用金
属膜４が受光部１０以外の周辺回路素子部２０．３０の
全表面を覆うように形成されている。
上記従来の光感ＩＣでは、遮光用金属膜４によって受光
部１０以外の周辺回路素子への光の入射が妨げられ、回
路の正常な動作に支障をきたすのを防止することができ
る。
部１０以外の周辺回路素子への光の入射が妨げられ、回
路の正常な動作に支障をきたすのを防止することができ
る。
上記従来の光感ＩＣは、他の遮光手段を用いたものに比
較した場合、遮光材である金属膜４の形成にアルミニウ
ム蒸着等の半導体装置の製造における通常のプロセスを
そのまま適用できること、ウェハー状態で処理できるた
めに量産性に優れること、また大きな遮光効果が得られ
ること等の利点が多い反面、次のような問題があった。
較した場合、遮光材である金属膜４の形成にアルミニウ
ム蒸着等の半導体装置の製造における通常のプロセスを
そのまま適用できること、ウェハー状態で処理できるた
めに量産性に優れること、また大きな遮光効果が得られ
ること等の利点が多い反面、次のような問題があった。
即ち、電極配線層」二にも絶縁膜を介して遮光用の金属
膜が形成されているため、この絶縁膜に僅かなピンホー
ル等があると、金属配線と遮光用金属膜が接触し、配線
間のショート若しくは抵抗性リークが発生して回路が動
作不良になることである。特に、この光感ＩＣを温度変
化が激しい等の悪い環境で使用していると、温度変化に
より基板や配線金属、絶縁膜、遮光用金属膜等の熱膨張
率が夫々の材質により相違するため、ピンホールが発生
したり拡大したりして配線間ショートを起し易くなる。
膜が形成されているため、この絶縁膜に僅かなピンホー
ル等があると、金属配線と遮光用金属膜が接触し、配線
間のショート若しくは抵抗性リークが発生して回路が動
作不良になることである。特に、この光感ＩＣを温度変
化が激しい等の悪い環境で使用していると、温度変化に
より基板や配線金属、絶縁膜、遮光用金属膜等の熱膨張
率が夫々の材質により相違するため、ピンホールが発生
したり拡大したりして配線間ショートを起し易くなる。
その結果、当初は良品であったものが使用中に動作不良
となり、装置の信頼性上極めて好ましくない事態を生じ
ている。
となり、装置の信頼性上極めて好ましくない事態を生じ
ている。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、遮光性金属
膜による遮光効果を低減することなく、遮光性金属膜と
その下の金属配線層との接触による配線間ショート等の
不良発生を防止することができる光感半導体集積回路装
置を提供するものである。
膜による遮光効果を低減することなく、遮光性金属膜と
その下の金属配線層との接触による配線間ショート等の
不良発生を防止することができる光感半導体集積回路装
置を提供するものである。
光感ＩＣにおいて、金属配線層とその上の遮光性金属膜
とが接触する確率は、両者の重なり合う面積に略比例し
て増大する。そこで、本発明では金属配線層の上の遮光
用金属膜をパターンニングにより除去することで前記型
なり合いを著しく少なくシ、両者が接触する確率を小さ
くしたものである。
とが接触する確率は、両者の重なり合う面積に略比例し
て増大する。そこで、本発明では金属配線層の上の遮光
用金属膜をパターンニングにより除去することで前記型
なり合いを著しく少なくシ、両者が接触する確率を小さ
くしたものである。
即ち、本発明による光感半導体装置は、受光部およびそ
の周辺回路部が同一チップ上に形成されてなる光感半導
体集積回路装置において、少なくとも前記周辺回路部内
の光による影響を受ける部分上には、金属膜からなる回
路配線パターンに対して相補的な平面形状となるように
パターンニングした遮光用金属膜を設けたことを特徴と
するものである。
の周辺回路部が同一チップ上に形成されてなる光感半導
体集積回路装置において、少なくとも前記周辺回路部内
の光による影響を受ける部分上には、金属膜からなる回
路配線パターンに対して相補的な平面形状となるように
パターンニングした遮光用金属膜を設けたことを特徴と
するものである。
第１図は本発明の一実施例になる光感ＩＣを示す断面図
であり、第２図はその遮光用金属膜の平面図、第３図は
金属配線層の平面図である。これらの図において、第４
図の従来例と同じ部分には同一の参照番号を付した。図
示のように、この実施例は遮光用金属膜４がパターンニ
ングされ、各素子部の電極１４，１５，２３．２４，３
５゜３６．３７等、金属配線層の真上からは遮光性金属
膜４が除去されている。その他の構成は、第４図の従来
の光感ＩＣと同じである。
であり、第２図はその遮光用金属膜の平面図、第３図は
金属配線層の平面図である。これらの図において、第４
図の従来例と同じ部分には同一の参照番号を付した。図
示のように、この実施例は遮光用金属膜４がパターンニ
ングされ、各素子部の電極１４，１５，２３．２４，３
５゜３６．３７等、金属配線層の真上からは遮光性金属
膜４が除去されている。その他の構成は、第４図の従来
の光感ＩＣと同じである。
以下、製造方法プロセスに即して上記実施例を更に詳細
に説明する。
に説明する。
まず、通常のプレーナ型半導体装置の製造工程により、
Ｐ型シリコン基体１に受光部および周辺回路部、即ち、
ホトダイオード１０、抵抗素子２０、ＮＰ’Ｎ）ランジ
メタ３０等を形成する。これら各素子の表面にはパッシ
ベーション膜として酸化シリコン等の絶縁膜２が形成さ
れ、また素子の各領域からは必要な電極１４．１５ｅｔ
ｃが取出されると共に、各素子間にはアルミニウム等の
金属配線により回路配線が行なわれる。第３図はこの金
属配線層の平面図の例を示し、図中斜線部分が配線層で
あり、破線で囲った部分は受光部を示している。
Ｐ型シリコン基体１に受光部および周辺回路部、即ち、
ホトダイオード１０、抵抗素子２０、ＮＰ’Ｎ）ランジ
メタ３０等を形成する。これら各素子の表面にはパッシ
ベーション膜として酸化シリコン等の絶縁膜２が形成さ
れ、また素子の各領域からは必要な電極１４．１５ｅｔ
ｃが取出されると共に、各素子間にはアルミニウム等の
金属配線により回路配線が行なわれる。第３図はこの金
属配線層の平面図の例を示し、図中斜線部分が配線層で
あり、破線で囲った部分は受光部を示している。
次いで、この金属配線上に酸化シリコン、ポリイミド樹
脂等の絶縁膜３を被覆し、その上に遮光膜４となるアル
ミニウム等の金属膜４を真空蒸着法等により堆積する。
脂等の絶縁膜３を被覆し、その上に遮光膜４となるアル
ミニウム等の金属膜４を真空蒸着法等により堆積する。
ここまでは、第４図の従来の光感ＩＣと何等変わるとこ
ろはない。
ろはない。
次に、上記遮光用金属膜をパターンニングし、受光部お
よび下層の前記金属配線層と重なり合う部分を除去する
。この重なり合う部分を除去することが本発明の要点で
ある。第２図はこうして形成された遮光用金属膜４の平
面図であり、金属配線層と重なり合う面積を極力少なく
するため、図示のように周辺回路部では遮光用金属膜４
を金属配線層パターンに対して相補的な平面形状にパタ
ーンニングする。
よび下層の前記金属配線層と重なり合う部分を除去する
。この重なり合う部分を除去することが本発明の要点で
ある。第２図はこうして形成された遮光用金属膜４の平
面図であり、金属配線層と重なり合う面積を極力少なく
するため、図示のように周辺回路部では遮光用金属膜４
を金属配線層パターンに対して相補的な平面形状にパタ
ーンニングする。
上記実施例の光感ＩＣは、周辺回路部のうち光により影
響を受ける部分は金属配線層もしくは遮光用金属膜４の
何れかで覆われるため、この部分に入射してきた光はこ
れら金属膜で反射されてしまう。従って、実質的に半導
体内部への光入射がなく、従来と同様の遮光効果を得る
ことができる。
響を受ける部分は金属配線層もしくは遮光用金属膜４の
何れかで覆われるため、この部分に入射してきた光はこ
れら金属膜で反射されてしまう。従って、実質的に半導
体内部への光入射がなく、従来と同様の遮光効果を得る
ことができる。
しかも、上記実施例の光感ＩＣチップをリードフレーム
にダイボンディングし、ワイヤボンディング及び透明エ
ポキシ樹脂によるトランスファーモールドを行なって組
立てた受光素子につき、温度サイクル条件下でテストし
たところ、誤動作等の事故は殆ど皆無であった。この結
果は、金属配線層と遮光用金属膜との重なりが実質的に
ゼロであるため、絶縁膜３のピンホールを介して両者が
短絡するのが防止されたことによるものである。
にダイボンディングし、ワイヤボンディング及び透明エ
ポキシ樹脂によるトランスファーモールドを行なって組
立てた受光素子につき、温度サイクル条件下でテストし
たところ、誤動作等の事故は殆ど皆無であった。この結
果は、金属配線層と遮光用金属膜との重なりが実質的に
ゼロであるため、絶縁膜３のピンホールを介して両者が
短絡するのが防止されたことによるものである。
加えて、金属配線層と遮光用金属膜４との重なりによる
寄生容量も低減されるため、この容量に起因した回路の
不安定化も回避される。従って、上記実施例の光感ＩＣ
では安定した回路動作が得られ、信頼性を更に向」ニす
ることができる。
寄生容量も低減されるため、この容量に起因した回路の
不安定化も回避される。従って、上記実施例の光感ＩＣ
では安定した回路動作が得られ、信頼性を更に向」ニす
ることができる。
なお、上記実施例において金属配線層と遮光用金属膜が
接触しても同等問題にならない部分では、金属配線層上
の遮光用金属膜４を除去しなくてもよい。
接触しても同等問題にならない部分では、金属配線層上
の遮光用金属膜４を除去しなくてもよい。
また、遮光を必要としない部分では、当然ながら遮光用
金属膜４を設けなくてもよい。
金属膜４を設けなくてもよい。
以上詳述したように、本発明による光感半導体集積回路
装置は周辺回路部へ照射された光による回路の誤動作が
防止され、且つ対環境的な信頼性も向」ニする。また、
金属配線層と遮光用金属膜との重なりによる寄生容量も
低減されるため、この容量に起因した回路の不安定化も
回避される等、顕著な効果が得られるものである。
装置は周辺回路部へ照射された光による回路の誤動作が
防止され、且つ対環境的な信頼性も向」ニする。また、
金属配線層と遮光用金属膜との重なりによる寄生容量も
低減されるため、この容量に起因した回路の不安定化も
回避される等、顕著な効果が得られるものである。
第１図は本発明の一実施例になる光感ＩＣを示す断面図
、第２図は第１図の実施例における遮光用金属膜の平面
図であり、第３図は金属配線層パターンの平面図、第４
図は従来の光感ＩＣを示す断面図である。 １・・・Ｐ型シリコン基板、２・・・酸化シリコン膜、
３・・・絶縁膜、４・・・遮光用金属膜、１０・・・ホ
トダイオード素子部、２０・・・拡散抵抗素子部、３０
・・・ＮＰＮ ）ランジスタ素子部。
、第２図は第１図の実施例における遮光用金属膜の平面
図であり、第３図は金属配線層パターンの平面図、第４
図は従来の光感ＩＣを示す断面図である。 １・・・Ｐ型シリコン基板、２・・・酸化シリコン膜、
３・・・絶縁膜、４・・・遮光用金属膜、１０・・・ホ
トダイオード素子部、２０・・・拡散抵抗素子部、３０
・・・ＮＰＮ ）ランジスタ素子部。
Claims (2)
- （１）受光部およびその周辺回路部が同一チップ上に形
成されてなる光感半導体集積回路装置において、少なく
とも前記周辺回路部内の光による影響を受ける部分上に
は、金属膜からなる回路配線パターンに対して相補的な
平面形状となるようにパターンニングした遮光用金属膜
を設けたことを特徴とする光感半導体集積回路装置。 - （２）前記遮光用金属膜としてアルミニウム蒸着膜を用
いたことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の
光感半導体集積回路装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60210422A JPS6269672A (ja) | 1985-09-24 | 1985-09-24 | 光感半導体集積回路装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60210422A JPS6269672A (ja) | 1985-09-24 | 1985-09-24 | 光感半導体集積回路装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6269672A true JPS6269672A (ja) | 1987-03-30 |
Family
ID=16589049
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60210422A Pending JPS6269672A (ja) | 1985-09-24 | 1985-09-24 | 光感半導体集積回路装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6269672A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0387416A2 (en) * | 1988-12-17 | 1990-09-19 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Integrated light-receiving semiconductor device |
| EP0519719A2 (en) * | 1991-06-20 | 1992-12-23 | Canon Kabushiki Kaisha | Arrangement of a plurality of image sensors in a video camera |
| JPH05304280A (ja) * | 1992-04-27 | 1993-11-16 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体集積回路装置 |
| US6936904B2 (en) | 1997-04-10 | 2005-08-30 | Denso Corporation | Photo sensing integrated circuit device and related circuit adjustment |
| JP2008198694A (ja) * | 2007-02-09 | 2008-08-28 | Tdk Corp | 受光装置 |
-
1985
- 1985-09-24 JP JP60210422A patent/JPS6269672A/ja active Pending
Cited By (5)
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