JPS631056A - Optoelectric transducer - Google Patents
Optoelectric transducerInfo
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- 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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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、光が照射されて使用される光電変換素子に関
するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a photoelectric conversion element that is used by being irradiated with light.
従来の光電変換素子は、第２図に示すように、Ｐ型基板
４上に形成されたＮＰＮトランジスタ部１とＰＮＰトラ
ンジスタ部２とは、その上方に形成された図示しない第
２メタル層により遮光されている。−方、Ｐ型基板４上
に形成されたホトダイオード部３は光を入射させる必要
があるということから、その上方には上記第２メタル層
が形成されていない構造である。In the conventional photoelectric conversion element, as shown in FIG. 2, an NPN transistor section 1 and a PNP transistor section 2 formed on a P-type substrate 4 are shielded from light by a second metal layer (not shown) formed above them. has been done. - On the other hand, since the photodiode section 3 formed on the P-type substrate 4 needs to allow light to be incident thereon, the structure is such that the second metal layer is not formed above it.
ところが、上記従来の構造では、ホトダイオード部３か
ら入射される光によって、上記Ｐ型基板４内にキャリア
５・・・が発生する。このキャリア５・・・は、Ｐ型基
板４内でのライフタイムが長いということに起因して、
上記ＰＮＰ ）ランジスタ部２におけるＮ型エピタキシ
ャル層６とＰ型基板４との接合面や、ＮＰＮ トランジ
スタ部１におけるＮ型エピタキシャル層６とＰ型基板４
との接合面や、或いはホトダイオード部３のＮ型埋込拡
散層７とＰ型基板４との接合面に達する。これにより、
上記の接合面で寄生光電流が発生する。この寄生光電流
は、ＮＰＮ ）ランジスタ部１ではコレクタ基Ｗ、間電
流止なる一方、ＰＮＰ ）ランジスタ部２ではベース電
流となる。このため、微小電流を扱うことが多い光電変
換素子では、回路の誤動作を生じ、特に、ＰＮＰ トラ
ンジスタ部２ではベース電流となるため、誤動作が顕著
に生じるという問題を有していた。However, in the conventional structure described above, carriers 5 . This carrier 5... has a long lifetime within the P-type substrate 4, so
(PNP) The bonding surface between the N-type epitaxial layer 6 and the P-type substrate 4 in the transistor section 2, and the junction surface between the N-type epitaxial layer 6 and the P-type substrate 4 in the NPN transistor section 1.
or the junction surface between the N-type buried diffusion layer 7 of the photodiode section 3 and the P-type substrate 4. This results in
A parasitic photocurrent is generated at the above junction surface. This parasitic photocurrent becomes a collector current in the NPN) transistor section 1, whereas it becomes a base current in the PNP) transistor section 2. For this reason, in photoelectric conversion elements that often handle minute currents, circuit malfunctions occur, and in particular, in the PNP transistor section 2, the base current becomes a base current, so malfunctions occur significantly.
本発明は、上記従来の問題点を考慮してなされたもので
あって、寄生光電流を従来と比べて大幅に減少させるこ
とにより、著しく信頼性を向上させることができ、かつ
、非常に微小な電流でも正常に作動させることができる
光電変換素子の提供を目的とするものである。The present invention has been made in consideration of the above-mentioned conventional problems, and by significantly reducing the parasitic photocurrent compared to the conventional method, it is possible to significantly improve reliability, and to achieve extremely small The object of the present invention is to provide a photoelectric conversion element that can be operated normally even with a large current.
本発明の光電変換素子は、上記の目的を達成するために
、基板上に、ホトダイオード部とこのホトダイオード部
の信号を処理する信号処理部とが形成された光電変換素
子において、上記基板内に欠陥層を形成し、欠陥層とこ
の欠陥層の下部に形成される無欠陥層とで発生するキャ
リアが、ホトダイオード部や信号処理部に到達するのを
防止し得るように構成したことを特徴とするものである
。In order to achieve the above object, the photoelectric conversion element of the present invention is a photoelectric conversion element in which a photodiode section and a signal processing section for processing a signal of the photodiode section are formed on a substrate, in which defects are detected in the substrate. A layer is formed, and carriers generated in a defect layer and a defect-free layer formed below the defect layer can be prevented from reaching a photodiode section or a signal processing section. It is something.
本発明の一実施例を第１図に基づいて以下に説明する。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
本実施例に係る光電変換素子は、イントリンシックゲッ
タリングにより形成される欠陥層１２と、この欠陥層１
２の両面に形成されている無欠陥層１３・２８とから成
るＰ型基板１１を有している。The photoelectric conversion element according to this example includes a defect layer 12 formed by intrinsic gettering, and a defect layer 12 formed by intrinsic gettering.
The P-type substrate 11 includes defect-free layers 13 and 28 formed on both sides of the P-type substrate 11.
このＰ型基板１１上には、信号処理部であるＮＰＮＰＮ
トランジスタ４及びＰＮＰ Ｉ−ランジスタ部１５と、
ホトダイオード部１６とが形成されており、これら信号
処理部とホトダイオード部１６との間にはＰ型分離拡散
層３０・・・が形成されている。On this P-type substrate 11, a signal processing section NPNPN
a transistor 4 and a PNP I-transistor section 15;
A photodiode section 16 is formed, and a P-type isolation diffusion layer 30 . . . is formed between the signal processing section and the photodiode section 16.
ここで、上記ＮＰＮ ｌ−ランジスタ部１４にはＮ型埋
込拡散Ｊｉ３１が形成されており、Ｎ型埋込拡散層３１
の上部にはＮ型エピタキシャル層３２が形成されている
。また、このＮ型エピタキシャル層３２内には、その内
部にＮ型拡散層１８を有するＰ型拡散層１７と、Ｎ型拡
散層１９とが形成されている。さらに、ＮＰＮトランジ
スタ部１部上４上、アルミニウム等から成る図示しない
第２メタル層が形成されている。Here, an N-type buried diffusion Ji31 is formed in the NPN l-transistor section 14, and an N-type buried diffusion layer 31 is formed.
An N-type epitaxial layer 32 is formed on top of the. Further, in this N-type epitaxial layer 32, a P-type diffusion layer 17 having an N-type diffusion layer 18 therein and an N-type diffusion layer 19 are formed. Furthermore, a second metal layer (not shown) made of aluminum or the like is formed on the upper portion 4 of the NPN transistor portion 1 .
同様に、上記ＰＮＰ Ｉ−ランジスタ部１５とホトダイ
オード部１６とには、Ｎ型埋込拡散層２０・２４が形成
されており、Ｎ型埋込拡散層２０・２４の上部にはＮ型
エピタキシャル層２１・２５が形成されている。そして
、ＰＮＰトランジスタ部１５では、上記Ｎ型エピタキシ
ャル層２１内にＰ型拡散層２２・・・とＮ型拡散層２３
とが形成されており、ＮＰＮ Ｉ−ランジスタ部１５上
には上記第２メタル層が形成されている。−方、ホトダ
イオード部１６では、上記Ｎ型エピタキシャル層２５内
にＰ型拡散層２６とＮ型拡散層２７とが形成されており
、ホトダイオード部１６上には上記第２メタル層が形成
されていない構造となっている。Similarly, N-type buried diffusion layers 20 and 24 are formed in the PNP I-transistor section 15 and photodiode section 16, and an N-type epitaxial layer is formed above the N-type buried diffusion layers 20 and 24. 21 and 25 are formed. In the PNP transistor section 15, the N-type epitaxial layer 21 includes P-type diffusion layers 22... and an N-type diffusion layer 23.
are formed, and the second metal layer is formed on the NPN I-transistor section 15. - On the other hand, in the photodiode section 16, a P-type diffusion layer 26 and an N-type diffusion layer 27 are formed in the N-type epitaxial layer 25, and the second metal layer is not formed on the photodiode section 16. It has a structure.
上記の構造を有する光電変換素子の欠陥層１２は、イン
トリンシックゲッタリングにより形成される。このイン
トリンシックゲッタリングは、通常、Ｐ型基板１１を適
当な温度で熱処理することによりウェハー内の酸素を析
出して、欠陥層１２を形成し、これにより、欠陥層１２
の近傍のＰ型基板１１に無欠陥層１３・２８を形成する
ものである。The defect layer 12 of the photoelectric conversion element having the above structure is formed by intrinsic gettering. In this intrinsic gettering, oxygen in the wafer is precipitated by heat-treating the P-type substrate 11 at an appropriate temperature, thereby forming a defect layer 12.
The defect-free layers 13 and 28 are formed on the P-type substrate 11 in the vicinity of the P-type substrate 11 .
ここで、上記欠陥層１２の内部におけるキャリアのライ
フタイムは非常に短いということが知られている。した
がって、欠陥層１２とこの欠陥層１２の下部に形成され
た無欠陥層２８とで発生したキャリアは、ＮＰＮ）ラン
ジスタ部１４のＮ型エピタキシャルＪＷ３２とＰ型基板
１１との接合面や、ＰＮＰ Ｉ−ランジスタ部１５のＮ
型エピタキシャル層２１とＰ型基板１１との接合面や、
或いはホトダイオード部１６のＮ型埋込拡散層２４とＰ
型基板１１との接合面に到達することができない。Here, it is known that the lifetime of carriers inside the defective layer 12 is extremely short. Therefore, carriers generated in the defect layer 12 and the defect-free layer 28 formed under the defect layer 12 are transferred to the junction surface between the N-type epitaxial JW 32 of the NPN transistor section 14 and the P-type substrate 11, and to the PNP I - N of transistor section 15
The bonding surface between the type epitaxial layer 21 and the P type substrate 11,
Alternatively, the N-type buried diffusion layer 24 of the photodiode section 16 and the P
The bonding surface with the mold substrate 11 cannot be reached.
この結果、欠陥層１２の上部に形成された無欠陥層１３
で発生したキャリア２９・・・のみが寄生光電流となり
うる。したがって、ＮＰＮ ｌ−ランジスタ部１４等で
生じる寄生光電流を大幅に低減することができる。As a result, a defect-free layer 13 formed on the top of the defect layer 12
Only the carriers 29 generated in the above can become a parasitic photocurrent. Therefore, the parasitic photocurrent generated in the NPN l-transistor section 14 and the like can be significantly reduced.
〔発明の効果〕
本発明の光電変換素子は、以上のように、基板内に欠陥
層が形成されているので、回路を作動させる場合に問題
となっていた寄生光電流の発生を飛躍的に減少させるこ
とができる。この結果、従来と比べて、より微小な電流
で作動させる光電変換素子を容易に製造することができ
、かつ、従来型の光電変換素子における信頼性を著しく
向上させることができる等の効果を奏しうる。[Effects of the Invention] As described above, since the photoelectric conversion element of the present invention has a defective layer formed within the substrate, it can dramatically reduce the generation of parasitic photocurrent that has been a problem when operating a circuit. can be reduced. As a result, compared to conventional photoelectric conversion elements, it is possible to easily manufacture photoelectric conversion elements that operate with a smaller current, and the reliability of conventional photoelectric conversion elements can be significantly improved. sell.
第１図は本発明の一実施例を示す要部説明図、第２図は
従来の光電変換素子を示す要部説明図である。
１１はＰ型基板（基板）、１２は欠陥層、１３・２８は
無欠陥層、１４はＮＰＮ ｌ−ランジスタ部（信号処理
部）、１５はＰＮＰトランジスタ部（信号処理部）、１
６はホトダイオード部、２４はＮ型埋込拡散層、２１・
３２はＮ型エピタキシャル層である。FIG. 1 is an explanatory diagram of a main part showing an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an explanatory diagram of a main part showing a conventional photoelectric conversion element. 11 is a P-type substrate (substrate), 12 is a defective layer, 13 and 28 are defect-free layers, 14 is an NPN l-transistor section (signal processing section), 15 is a PNP transistor section (signal processing section), 1
6 is a photodiode section, 24 is an N-type buried diffusion layer, 21.
32 is an N-type epitaxial layer.
Claims (1)
部の信号を処理する信号処理部とが形成された光電変換
素子において、上記基板内に欠陥層を形成したことを特
徴とする光電変換素子。1. A photoelectric conversion element in which a photodiode section and a signal processing section for processing signals from the photodiode section are formed on a substrate, characterized in that a defect layer is formed in the substrate.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61144246A JPS631056A (en) | 1986-06-20 | 1986-06-20 | Optoelectric transducer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61144246A JPS631056A (en) | 1986-06-20 | 1986-06-20 | Optoelectric transducer |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS631056A true JPS631056A (en) | 1988-01-06 |
Family
ID=15357637
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61144246A Pending JPS631056A (en) | 1986-06-20 | 1986-06-20 | Optoelectric transducer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS631056A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010263293A (en) * | 2009-04-30 | 2010-11-18 | Shirinkusu Kk | Current-voltage conversion circuit |
-
1986
- 1986-06-20 JP JP61144246A patent/JPS631056A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010263293A (en) * | 2009-04-30 | 2010-11-18 | Shirinkusu Kk | Current-voltage conversion circuit |
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