JPS63116458A - フオトセンサと信号処理回路を備えた半導体装置 - Google Patents
フオトセンサと信号処理回路を備えた半導体装置Info
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- JPS63116458A JPS63116458A JP61263101A JP26310186A JPS63116458A JP S63116458 A JPS63116458 A JP S63116458A JP 61263101 A JP61263101 A JP 61263101A JP 26310186 A JP26310186 A JP 26310186A JP S63116458 A JPS63116458 A JP S63116458A
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- H—ELECTRICITY
- 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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- H01L27/1443—Devices controlled by radiation with at least one potential jump or surface 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。
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、フォトセンサと信号処理回路を備え、た半導
体装置の改良に関する。
体装置の改良に関する。
特に、本発明は、所定波長の微弱な光を検出することの
できる半導体装置に関する。
できる半導体装置に関する。
(従来の技術〕
従来のこの種の半導体装置は、第2図(概略断面図)に
示すように、同一半導体チップにフォトセンサと信号処
理回路が形成され、両者の上に第1の光透過性絶縁膜(
一般にはチップの半導体シリコン基板が酸化して生じる
5iOz) 、光通過性層間絶縁wX(一般にはCvO
で形成された[リンが4%程度ドープされた5iChj
で、これはI’SGと呼ばれる)、受光面が開窓された
遮光膜(一般にはAl)及びチップ保護膜(一般にはC
V[lで形成されたがpsc )が順に積層された構造
からなる。
示すように、同一半導体チップにフォトセンサと信号処
理回路が形成され、両者の上に第1の光透過性絶縁膜(
一般にはチップの半導体シリコン基板が酸化して生じる
5iOz) 、光通過性層間絶縁wX(一般にはCvO
で形成された[リンが4%程度ドープされた5iChj
で、これはI’SGと呼ばれる)、受光面が開窓された
遮光膜(一般にはAl)及びチップ保護膜(一般にはC
V[lで形成されたがpsc )が順に積層された構造
からなる。
しかしながら、従来の装置は、微弱な光に対する感度が
低いという第一の問題点があった。特に検出すべき光の
波長が所定の帯域に限定されている場合には、時として
第一の問題点が顕著にでる場合と余りでない場合がある
という第二の問題点があった。
低いという第一の問題点があった。特に検出すべき光の
波長が所定の帯域に限定されている場合には、時として
第一の問題点が顕著にでる場合と余りでない場合がある
という第二の問題点があった。
本発明の目的は、微弱な光であっても感度が良好で、か
つ、波長帯域が限定された場合であっても、感度が常に
良好な光検出用半導体装置を提供することにある。
つ、波長帯域が限定された場合であっても、感度が常に
良好な光検出用半導体装置を提供することにある。
これらの問題点を解決するため、本発明者は鋭意研究し
たところ、従来の半導体装置は、受光面を覆う膜が1μ
罹以上あり、このように厚い場合には、(イ)フォトセ
ンサに届く光が弱くなり、そのため第一の問題点が発生
すること、また(口)第3図(B)に示すように波長に
応じて透過率が激しく変動するリフプルが現れ、そのた
め製造時に膜厚を厳密に制御して所定の膜厚を得ないと
、高い透過率が得られず、その結果第二の問題点が発生
することを見い出し、更に研究を進めた結果、受光面を
覆う膜を最低限の第1の光透過性絶縁膜だけとすれば、
受光面を覆う膜が薄くなり、そのため第一の問題点が解
決され、また受光面を覆う膜が薄くなれば、第3図(A
)に示すように波長に応じて透過率が余り変動せず、そ
のため第二の問題点が解決されることを見い出し、本発
明を成すに至った。
たところ、従来の半導体装置は、受光面を覆う膜が1μ
罹以上あり、このように厚い場合には、(イ)フォトセ
ンサに届く光が弱くなり、そのため第一の問題点が発生
すること、また(口)第3図(B)に示すように波長に
応じて透過率が激しく変動するリフプルが現れ、そのた
め製造時に膜厚を厳密に制御して所定の膜厚を得ないと
、高い透過率が得られず、その結果第二の問題点が発生
することを見い出し、更に研究を進めた結果、受光面を
覆う膜を最低限の第1の光透過性絶縁膜だけとすれば、
受光面を覆う膜が薄くなり、そのため第一の問題点が解
決され、また受光面を覆う膜が薄くなれば、第3図(A
)に示すように波長に応じて透過率が余り変動せず、そ
のため第二の問題点が解決されることを見い出し、本発
明を成すに至った。
従って、本発明は、「同一半導体チップにフォトセンサ
と信号処理回路が形成され、両者の上に第1の光透過性
絶縁膜、光透過性層間絶縁膜、受光面が開窓された遮光
膜及び光透過性チップ保護膜が順に積層された半導体装
置において、前記第1の光透過性絶縁膜の受光面上に積
層した他の層を除去して該絶縁膜を露出させたことを特
徴とする半導体装置」を提供する。
と信号処理回路が形成され、両者の上に第1の光透過性
絶縁膜、光透過性層間絶縁膜、受光面が開窓された遮光
膜及び光透過性チップ保護膜が順に積層された半導体装
置において、前記第1の光透過性絶縁膜の受光面上に積
層した他の層を除去して該絶縁膜を露出させたことを特
徴とする半導体装置」を提供する。
本発明では、受光面を覆う種々の膜を最低限の第1の光
透過性絶縁膜(以下、単に第1絶縁膜という)だけとし
、その上に積層された種々の層を除去する。
透過性絶縁膜(以下、単に第1絶縁膜という)だけとし
、その上に積層された種々の層を除去する。
受光面での第1絶縁膜の厚さは3000Å以下が好まし
い。そうすれば、第3図(A)に示すようにリップルが
現れなくなり、膜厚が多少変動しても透過率に大きな変
動はなくなる。また、受光する光を所定の狭い帯域に限
定する場合には、最も透過率が高くなるような膜厚を選
択することが好ましい、これは、基板(シリコン)表面
での反射光と第1絶縁膜表面での反射光が相互に干渉し
合って、波長と膜厚の関係で全体の反射光が強まったり
弱まったりするからである。
い。そうすれば、第3図(A)に示すようにリップルが
現れなくなり、膜厚が多少変動しても透過率に大きな変
動はなくなる。また、受光する光を所定の狭い帯域に限
定する場合には、最も透過率が高くなるような膜厚を選
択することが好ましい、これは、基板(シリコン)表面
での反射光と第1絶縁膜表面での反射光が相互に干渉し
合って、波長と膜厚の関係で全体の反射光が強まったり
弱まったりするからである。
もっとも、余り薄いとフォトセンサを保護する機能がな
くなるので、受光面での第1龜色縁膜の厚さは500Å
以上にすることが好ましい。
くなるので、受光面での第1龜色縁膜の厚さは500Å
以上にすることが好ましい。
本発明に従い、受光面上に積層された各層を除去するに
は、第1絶縁膜を腐食することなく又は腐食性が低く、
他の層を腐食し又は腐食性が高いエツチング剤を選択す
る必要がある。逆に第1絶縁膜とその他の膜とは化学的
性質が大きくことなるように選択してもよい、特に絶縁
膜はどうしても同種のものを使用した(なるが、そうす
ると適当なエツチング剤が見つからなくなる恐れがある
。
は、第1絶縁膜を腐食することなく又は腐食性が低く、
他の層を腐食し又は腐食性が高いエツチング剤を選択す
る必要がある。逆に第1絶縁膜とその他の膜とは化学的
性質が大きくことなるように選択してもよい、特に絶縁
膜はどうしても同種のものを使用した(なるが、そうす
ると適当なエツチング剤が見つからなくなる恐れがある
。
事実、第1絶縁膜に一般に使用される5tOzとPSG
とは化学的性質が類似しているので現在のところ両者の
エツチング選択比の高いエツチング剤はない。
とは化学的性質が類似しているので現在のところ両者の
エツチング選択比の高いエツチング剤はない。
なお、適当なエツチング剤がないからといって、第1絶
縁膜上に積層するた種々の層を、受光面だけ選択的に除
去せずに、最初から全体に薄く積層した場合には、本来
の各層のm能が失われて、問題の解決にはならない。
縁膜上に積層するた種々の層を、受光面だけ選択的に除
去せずに、最初から全体に薄く積層した場合には、本来
の各層のm能が失われて、問題の解決にはならない。
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発
明はこれに限定されるものではない。
明はこれに限定されるものではない。
第1図は、本実施例にかかる半導体装置の概略断面図を
示す。
示す。
この半導体装置は、P−半導体シリコン基板に形成され
たフォトセンサ11と信号処理回路12とからなる。両
者は、P゛分離拡散領域により囲まれており、フォトセ
ンサ11は、ここではN−エピタキシャル成長層とP−
基板とのフォトダイオードからなり、信号処理回路12
は、Nゝ埋込拡散層、N−エピタキシャル成長層、ベー
ス領域P1エミフタ領域N9からなる。
たフォトセンサ11と信号処理回路12とからなる。両
者は、P゛分離拡散領域により囲まれており、フォトセ
ンサ11は、ここではN−エピタキシャル成長層とP−
基板とのフォトダイオードからなり、信号処理回路12
は、Nゝ埋込拡散層、N−エピタキシャル成長層、ベー
ス領域P1エミフタ領域N9からなる。
基板表面には、第1絶縁膜15として膜厚約5000人
のSing、眉間絶縁膜16として膜厚約8000人の
ポリイミド、遮光膜14として膜厚約1μmのアルミニ
ウム、チップ保護膜17として膜厚約8000人のポリ
イミドがl+lljに積層されている。
のSing、眉間絶縁膜16として膜厚約8000人の
ポリイミド、遮光膜14として膜厚約1μmのアルミニ
ウム、チップ保護膜17として膜厚約8000人のポリ
イミドがl+lljに積層されている。
そして、フォトセンサ11の受光面上では、眉間絶縁膜
16、遮光膜14及びチップ保護膜17が選択的に除去
され、第1絶縁膜15が露出している。しかも受光面の
第1絶縁+1iisは、ここでは膜厚が2000人に選
択的に薄くされており、その結果、第3図(A)に示す
ように、波長800nmの光に対する透過率が最も高く
、それでいて充分な保護効果を有する。
16、遮光膜14及びチップ保護膜17が選択的に除去
され、第1絶縁膜15が露出している。しかも受光面の
第1絶縁+1iisは、ここでは膜厚が2000人に選
択的に薄くされており、その結果、第3図(A)に示す
ように、波長800nmの光に対する透過率が最も高く
、それでいて充分な保護効果を有する。
以下、この半導体装置の製造工程を説明する。
通常のバイポーラ素子製造工程に従い、フォトセンサ1
1、信号処理回路12を形成した後、その形成過程で生
じた膜厚約5000人のSingを受光面だけ選択的に
エツチングしてすっかり除去し、次いで酸化することに
より膜厚2000人のSiO□を形成することにより、
第1絶縁膜15を形成する。
1、信号処理回路12を形成した後、その形成過程で生
じた膜厚約5000人のSingを受光面だけ選択的に
エツチングしてすっかり除去し、次いで酸化することに
より膜厚2000人のSiO□を形成することにより、
第1絶縁膜15を形成する。
次にAf配線13を形成する。この状態が第4図(A)
である。
である。
次にポリイミド塗料を全体に塗布して成膜した後(第4
図CB)参照)、通常のフォトリソ技術により受光面だ
け選択的にエツチングして除去する。エツチング剤は例
えばヒドラジンが使用でき、これは、受光面のSing
(第1絶縁膜15)を腐食することがない。これによ
り眉間絶縁膜16が形成される。この状態が第4図(B
)である。
図CB)参照)、通常のフォトリソ技術により受光面だ
け選択的にエツチングして除去する。エツチング剤は例
えばヒドラジンが使用でき、これは、受光面のSing
(第1絶縁膜15)を腐食することがない。これによ
り眉間絶縁膜16が形成される。この状態が第4図(B
)である。
次に遮光膜14としてAfを全体に蒸着したあと、通常
のフォトリソ技術により受光面だけ選択的にエツチング
して除去する。エツチング剤は例えばリン酸が使用でき
、これは、受光面の5iO2(第1絶縁膜15)を腐食
することがない。この状態が第4図(D)である。
のフォトリソ技術により受光面だけ選択的にエツチング
して除去する。エツチング剤は例えばリン酸が使用でき
、これは、受光面の5iO2(第1絶縁膜15)を腐食
することがない。この状態が第4図(D)である。
ここで、またポリイミドを全体に塗布して成膜した後(
第4図(E)参照)、通常のフォトリソ技術により受光
面だけ選択的にエツチングして除去する。エツチング剤
は例えばヒドラジンが使用でき、これは、受光面の5i
Ot (第1絶縁膜15)を腐食することがない。これ
により眉間絶縁膜16が形成される。
第4図(E)参照)、通常のフォトリソ技術により受光
面だけ選択的にエツチングして除去する。エツチング剤
は例えばヒドラジンが使用でき、これは、受光面の5i
Ot (第1絶縁膜15)を腐食することがない。これ
により眉間絶縁膜16が形成される。
こうして、第1図に示す半導体装置が製造される。
本実施例では、眉間絶縁膜16とチップ保護膜17を同
一材料で形成したが、同一にする必要は特にない。要す
るに第1絶縁膜15を腐食しない又は腐食しにくいエツ
チング剤でエツチングできる材料であればよい。第1絶
縁膜15がSiO□の場合、層間絶縁膜16とチップ保
護膜17として使用できるポリイミド以外の材料として
は、例えばSiN 、 Al□03 、Ti0zなどが
あげられる。
一材料で形成したが、同一にする必要は特にない。要す
るに第1絶縁膜15を腐食しない又は腐食しにくいエツ
チング剤でエツチングできる材料であればよい。第1絶
縁膜15がSiO□の場合、層間絶縁膜16とチップ保
護膜17として使用できるポリイミド以外の材料として
は、例えばSiN 、 Al□03 、Ti0zなどが
あげられる。
また、信号処理回路12をここではNPNバイポーラ・
トランジスタとしたが他の素子例えばMO3素子でもよ
く、フォトセンサ11も他のフォトセンサ例えばフォト
トランジスタでもよい。
トランジスタとしたが他の素子例えばMO3素子でもよ
く、フォトセンサ11も他のフォトセンサ例えばフォト
トランジスタでもよい。
以上のとおり、本発明によれば、フォトセンサの受光面
上の積N膜を選択的に除去して、第1の光透過性絶縁膜
だけとしたので、微弱な光に対しても感度良くキャッチ
でき、かつ受光する波長領域を狭い帯域に限定したとき
にも、時として感度が低い半導体装置が製造される場合
があるという第二の問題点が解決され、常に安定して高
い感度の半導体装置が製造可能である。
上の積N膜を選択的に除去して、第1の光透過性絶縁膜
だけとしたので、微弱な光に対しても感度良くキャッチ
でき、かつ受光する波長領域を狭い帯域に限定したとき
にも、時として感度が低い半導体装置が製造される場合
があるという第二の問題点が解決され、常に安定して高
い感度の半導体装置が製造可能である。
第1図は、本発明の実施例にかかる半導体装置の概略断
面図である。 第2図は、従来の半導体装置の概略断面図である。 第3図は、シリコン基板に形成された酸化けい素膜の分
光透過率曲線を表すグラフであり、(A)は、酸化けい
素膜が2000人の場合で、CB)は、酸化けい素膜が
1μmの場合である。 第4図は、実施例の半導体装置を製造する各工程に於け
る断面構造を示す説明図である。 〔主要部分の符号の説明〕
面図である。 第2図は、従来の半導体装置の概略断面図である。 第3図は、シリコン基板に形成された酸化けい素膜の分
光透過率曲線を表すグラフであり、(A)は、酸化けい
素膜が2000人の場合で、CB)は、酸化けい素膜が
1μmの場合である。 第4図は、実施例の半導体装置を製造する各工程に於け
る断面構造を示す説明図である。 〔主要部分の符号の説明〕
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 同一半導体チップにフォトセンサと信号処理回路が
形成され、両者の上に第1の光透過性絶縁膜、光透過性
層間絶縁膜、受光面が開窓された遮光膜及び光透過性チ
ップ保護膜が順に積層された半導体装置において、 前記第1の光透過性絶縁膜の受光面上に積層した他の層
を除去して該絶縁膜を露出させたことを特徴とする半導
体装置。 2 前記受光面における第1の光透過性絶縁膜の膜厚が
3000Å以下であることを特徴とする特許請求の範囲
第1項記載の半導体装置。 3 前記第1の光透過性絶縁膜が酸化けい素からなり、
前記光透過性層間絶縁膜及び光透過性チップ保護膜がポ
リイミドからなることを特徴とする特許請求の範囲第1
項記載の半導体装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61263101A JPH0831582B2 (ja) | 1986-11-05 | 1986-11-05 | フオトセンサと信号処理回路を備えた半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61263101A JPH0831582B2 (ja) | 1986-11-05 | 1986-11-05 | フオトセンサと信号処理回路を備えた半導体装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63116458A true JPS63116458A (ja) | 1988-05-20 |
JPH0831582B2 JPH0831582B2 (ja) | 1996-03-27 |
Family
ID=17384835
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61263101A Expired - Lifetime JPH0831582B2 (ja) | 1986-11-05 | 1986-11-05 | フオトセンサと信号処理回路を備えた半導体装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0831582B2 (ja) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6469059A (en) * | 1987-09-10 | 1989-03-15 | Matsushita Electronics Corp | Integrated photodetector |
US5779918A (en) * | 1996-02-14 | 1998-07-14 | Denso Corporation | Method for manufacturing a photo-sensor |
US6069378A (en) * | 1996-12-05 | 2000-05-30 | Denso Corporation | Photo sensor integrated circuit |
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0831582B2 (ja) | 1996-03-27 |
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