JPS63122267A - 光センサ - Google Patents
光センサInfo
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- JPS63122267A JPS63122267A JP61269351A JP26935186A JPS63122267A JP S63122267 A JPS63122267 A JP S63122267A JP 61269351 A JP61269351 A JP 61269351A JP 26935186 A JP26935186 A JP 26935186A JP S63122267 A JPS63122267 A JP S63122267A
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Classifications
-
- 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
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/1443—Devices controlled by radiation with at least one potential jump or surface barrier
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- 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】
[産業上の利用分野1
本発明は、例えばカメラの測光器や、距離の測定器等に
使用される光センサに関する。
使用される光センサに関する。
[従来技術1
光を電気に変換する光電変換素子は光センサとして重要
な役割を坦っている。
な役割を坦っている。
光電変換素子としてはフォトダイオードやフォトトラン
ジスタ等が一般的である。ただし、このような光電変換
素子だけでは感度が十分ではないため通常増幅器を接続
して感度の向上を図っている。ところが、従来の光セン
サは、光電変換素子と増幅器とを別基板に形成して、そ
れらをワイヤポンディング等の配線で接続していたため
に光電変換素子と増幅器との間に接続リーク電流が存在
し、感度の低下を招いていた。このためセンサ部と増幅
器とを一体化した光センサが提案されている(特公昭5
9−27104号公報、特開昭59−500539号公
報)。
ジスタ等が一般的である。ただし、このような光電変換
素子だけでは感度が十分ではないため通常増幅器を接続
して感度の向上を図っている。ところが、従来の光セン
サは、光電変換素子と増幅器とを別基板に形成して、そ
れらをワイヤポンディング等の配線で接続していたため
に光電変換素子と増幅器との間に接続リーク電流が存在
し、感度の低下を招いていた。このためセンサ部と増幅
器とを一体化した光センサが提案されている(特公昭5
9−27104号公報、特開昭59−500539号公
報)。
[発明が解決しようとする問題点1
近年、光センサの応用範囲が拡大し、物体の有無の検知
や位置の制御を行なう半導体装置としてPPC複写器、
プリンタなどの0AIa器から、カメラ、VTR,レコ
ードプレーヤなどの民生機器に至るまで幅広く利用され
るようになった。この場合、フォトダイオードアレイに
よって光センサを構成する場合には第1図(a)に示し
たようなタイプのフォトダイオードを(a)′にように
並べて使用するが、第1図(b)のような別タイプ(逆
極性)のフォトダイオードや、(b)”のようなフォト
ダイオードアレイが必要な場合、lチップ内に異なるタ
イプのフォトダイオードを形成した半導体装置が無かっ
たので1回路設計上火きな制約となる問題点があった。
や位置の制御を行なう半導体装置としてPPC複写器、
プリンタなどの0AIa器から、カメラ、VTR,レコ
ードプレーヤなどの民生機器に至るまで幅広く利用され
るようになった。この場合、フォトダイオードアレイに
よって光センサを構成する場合には第1図(a)に示し
たようなタイプのフォトダイオードを(a)′にように
並べて使用するが、第1図(b)のような別タイプ(逆
極性)のフォトダイオードや、(b)”のようなフォト
ダイオードアレイが必要な場合、lチップ内に異なるタ
イプのフォトダイオードを形成した半導体装置が無かっ
たので1回路設計上火きな制約となる問題点があった。
一方、フォトダイオードと増幅部及び信号処理部等を1
チツプ内に一体化した半導体装置に関しては、小型化、
高性能化の要請が強いのが現状である。
チツプ内に一体化した半導体装置に関しては、小型化、
高性能化の要請が強いのが現状である。
[問題点を解決するための手段]
本発明の光センサは、第1の導電形を有する基板に第1
の導電形と第2の導電形の埋め込み層を有し、前記基板
上に第2の導電形の低不純物濃度のエピタキシャル層が
形成されてなるB i CMO8構造の半導体装置にお
いて、前記第1の導電形をアノードとした第1のフォト
ダイオードと、前記第2の導電形をアノードとした第2
のフォトダイオードを前記基板上に形成してあることを
特徴とした光センサである。
の導電形と第2の導電形の埋め込み層を有し、前記基板
上に第2の導電形の低不純物濃度のエピタキシャル層が
形成されてなるB i CMO8構造の半導体装置にお
いて、前記第1の導電形をアノードとした第1のフォト
ダイオードと、前記第2の導電形をアノードとした第2
のフォトダイオードを前記基板上に形成してあることを
特徴とした光センサである。
上記において第1の導電形をp形とすれば、第2の導電
形はn形であり、第1の導電形をn形とすれば第2の導
電形はp形となることはいうまでもない。
形はn形であり、第1の導電形をn形とすれば第2の導
電形はp形となることはいうまでもない。
前記第1のフォトダイオード及び第2のフォトダイオー
ドはそれぞれ1個のフォトダイオードを形成する場合と
、複数個でフォトダイオードアレイを形成する場合とが
ある。
ドはそれぞれ1個のフォトダイオードを形成する場合と
、複数個でフォトダイオードアレイを形成する場合とが
ある。
[発明の実施例]
以下本発明の実施例を、図面を参照して製造プロセス順
に説明する。
に説明する。
はじめに、第2図のごとくp形シリコン基板1に酸化膜
2を形成し、周知のフォトエツチング技術により選択的
に開孔3を形成し、イオン注入法によりn形の不純物で
あるひ素及びp形の不純物であるポロンを注入し、n形
層4.6及びpWI暦5.7を形成する。
2を形成し、周知のフォトエツチング技術により選択的
に開孔3を形成し、イオン注入法によりn形の不純物で
あるひ素及びp形の不純物であるポロンを注入し、n形
層4.6及びpWI暦5.7を形成する。
次に第3図に示すようにn形の高抵抗エピタキシャル層
8を形成する。この工程によりn形層4.6及びp形層
5.7は上下方向に拡散し、n形埋め込み層9.11及
びp形層め込み暦10゜12が形成される。
8を形成する。この工程によりn形層4.6及びp形層
5.7は上下方向に拡散し、n形埋め込み層9.11及
びp形層め込み暦10゜12が形成される。
次に第4図に示すように低不純物濃度のpウェル13及
びフォトダイオード領域14を形成する。このときの熱
工程を利用して同時にp−n −形フォトダイオード領
域15を取り囲む高不純物濃度のn・領域16、バイポ
ーラ部のコレクタカラー望域18及びn′ p−形フォ
トダイオード領域14を取り囲む高不純物濃度のp・領
域17及びアイソレーション領域19を形成する。p−
領域である13.14の拡散はp−領域14が完全にp
゛埋め込み領域10に達するまで行なわれる。また、n
・層16及びp・層17でフォトダイオード領域を囲む
のはフォトダイオードと基板lとの間の寄生トランジス
タによるリークを防止するためである。
びフォトダイオード領域14を形成する。このときの熱
工程を利用して同時にp−n −形フォトダイオード領
域15を取り囲む高不純物濃度のn・領域16、バイポ
ーラ部のコレクタカラー望域18及びn′ p−形フォ
トダイオード領域14を取り囲む高不純物濃度のp・領
域17及びアイソレーション領域19を形成する。p−
領域である13.14の拡散はp−領域14が完全にp
゛埋め込み領域10に達するまで行なわれる。また、n
・層16及びp・層17でフォトダイオード領域を囲む
のはフォトダイオードと基板lとの間の寄生トランジス
タによるリークを防止するためである。
次に第5図に示すように選択酸化法により厚い酸化膜2
0を所定の領域に形成した後、レジストマスク(図示し
ていない)によりバイポーラトランジスタのベース領域
21.p◆n−フォトダイオードのp・領域22をポロ
ンのイオン注入により形成する。なお、これらの憤城2
1,22の形成は第6図のゲート酸化膜23.24が形
成された後に行なってもよい。
0を所定の領域に形成した後、レジストマスク(図示し
ていない)によりバイポーラトランジスタのベース領域
21.p◆n−フォトダイオードのp・領域22をポロ
ンのイオン注入により形成する。なお、これらの憤城2
1,22の形成は第6図のゲート酸化膜23.24が形
成された後に行なってもよい。
ゲート酸化[i23.24が形成された後、全面にドー
プドポリシリコン(n又はp形)をデポジットし、所定
の領域にだけポリシリコンを残すようにパターニングし
、nチャンネルゲートポリシリコン電極25、pチャン
ネルゲートポリシリコン電極26を形成したのが第6図
である。
プドポリシリコン(n又はp形)をデポジットし、所定
の領域にだけポリシリコンを残すようにパターニングし
、nチャンネルゲートポリシリコン電極25、pチャン
ネルゲートポリシリコン電極26を形成したのが第6図
である。
次に第7図に示すようにポロンのイオン注入によりpチ
ャンネルMOS)ランジスタのソース・ドレイン領域2
7.28を形成する。この場合も不要な領域はレジスト
でマスクしておく。
ャンネルMOS)ランジスタのソース・ドレイン領域2
7.28を形成する。この場合も不要な領域はレジスト
でマスクしておく。
同様にひ素のイオン注入によりnチャンネルMOS)ラ
ンジスタのソース・ドレイン領域29゜30及びn’
p−フォトダイオードのn4層31及びバイポーラトラ
ンジスタのエミッタ領域32を同時に形成したものを第
8図に示す。
ンジスタのソース・ドレイン領域29゜30及びn’
p−フォトダイオードのn4層31及びバイポーラトラ
ンジスタのエミッタ領域32を同時に形成したものを第
8図に示す。
次に第9図に示すようにCVD5i02膜を全面にデポ
ジットした後、コンタクトパターニング、配線Ai蒸着
及びそれのパターニングによりp” n−形フォトダ
イオードセンサ部40、n・p−形フォトダイオードの
センサ部41、バイポーラトランジスタ42、nチャン
ネル形MO3)ランジスタ43、pチャンネル形MO3
)ランジスタ44が基板1上にでき上る。また1図示し
ていないが、実際の光センサではこの後、受光部を除い
て居間絶縁膜例えばプラズマ窒化膜のデポジット、その
上に遮光用Atのデポジット、そしてパッシベーション
絶縁膜が形成され、集積化受光素子が完成する。
ジットした後、コンタクトパターニング、配線Ai蒸着
及びそれのパターニングによりp” n−形フォトダ
イオードセンサ部40、n・p−形フォトダイオードの
センサ部41、バイポーラトランジスタ42、nチャン
ネル形MO3)ランジスタ43、pチャンネル形MO3
)ランジスタ44が基板1上にでき上る。また1図示し
ていないが、実際の光センサではこの後、受光部を除い
て居間絶縁膜例えばプラズマ窒化膜のデポジット、その
上に遮光用Atのデポジット、そしてパッシベーション
絶縁膜が形成され、集積化受光素子が完成する。
第9図はp+n−形及びn″ p−形フォトダイオード
をそれぞれ1つ形成したものであるが第10図に示すよ
うにn−暦15の中にp9n−形。
をそれぞれ1つ形成したものであるが第10図に示すよ
うにn−暦15の中にp9n−形。
フォトダイオードを複数個、p−層14の中に11+
p−形フォトダイオードを複数個フォトダイオードアレ
イの構造で形成することもできる。
p−形フォトダイオードを複数個フォトダイオードアレ
イの構造で形成することもできる。
[発明の効果]
以上に説明した通り1本発明によれば、同一基板上にp
o n−形のフォトダイオード及びn+2−形のフォト
ダイオードを従来のBiCMOSの製造工程のままで形
成できるので、回路設計上の自由度を増大できると共に
、光センサの小型化、高性能化並びにローコスト化とい
う要請も達成できる効果がある。
o n−形のフォトダイオード及びn+2−形のフォト
ダイオードを従来のBiCMOSの製造工程のままで形
成できるので、回路設計上の自由度を増大できると共に
、光センサの小型化、高性能化並びにローコスト化とい
う要請も達成できる効果がある。
第1図(a) 、 (a)”、 (b) 、 (b)”
は種々のタイプのフォトダイオードアレイを説明するた
めの図である。第2図から第9図は本発明の一実施例の
概略的製造工程図である。第10図はセンサ部の他の実
施例を示すものである。 1・・p形シリコン基板、2・・シリコン酸化膜、3・
Φシリコン酸化膜の開孔部、4.6・・n・拡散層、5
,7Φ・p・拡散層、8・・n−形エピタキシャル層、
9.11・・n′埋め込み層、10.12・・p°埋め
込み層、13・・pウェル領域、14・・pウェルと同
じ濃度のp−領域、15・働島状n−エピタキシャル領
域。 16・・島状n−エピタキシャル領域15を囲むn・領
域、17・・p−14を囲むp◆領領域18・・バイポ
ーラトランジスタのコレクタカラー、19・・pφアイ
ソレーション領域、20・−シリコン酸化@、21・・
バイポーラのベース領域、22・・バイポーラのベース
と同じ濃度のp◆層、23・・nチャンネルMOS)ラ
ンジスタのゲート酸化膜、24・・pチャンネルMOS
トランジスタのゲート酸化膜、25・・nチャンネルM
OS)ランジスタのゲートポリシリコン電極、26す・
pチャンネルMOS)ランジスタのゲートポリシリコン
電極%27,28・・PチャンネルMOS)ランジスタ
のソース及びドレイン領域、29,30・・nチャンネ
ルMOS)ランジスタのソース及びドレイン領域、31
@・フォトダイオードのn4層、32・・バイポーラト
ランジスタのエミッタ領域、33,34.35−−バイ
ポーラトランジスタのベース電極、エミッタ電極及びコ
レクタ電極、36.37・・nチャンネルMOSトラン
ジスタのソース電極及びドレイン電極、3B、39・・
pチャンネルMOS)ランジスタのソース電極及びドレ
イン電極、40・・p9 n−フォトダイオード領域、
41san◆p−フォトダイオード領域%42・・バイ
ポーチトランジスタ部、43・・nチャンネルMOS)
ランジスタ部、44・・pチャンネルMOS)ランジス
タ部。 第1図 (a) (a)・ (b) (b)’第10図 手続補正書(方式) 一0事件の表示 昭和61年特許願第269351号 二0発明の名称 光センサ ー、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 東京都大田区下丸子 、補正の対象 委任状、明細書の発明の詳細な説明の欄、及び図面の簡
単な説明の欄、並びに図面の第1図7、補正の内容 (1)委任状は別紙の通り (2)明細書の第3頁第8行、及び第8頁第17行の「
(a)”」をr (c)Jと補正する。 (3)明細書の第3頁第10行、及び第8頁第17行の
r(b)’」をr (d)Jと補正する。 (4)図面の第1図を別紙の通り、第1図(a)°とあ
るのを第1図(c)と、第1図(b) ”とあるのを
第1図(d)と補正する。 第 1 図
は種々のタイプのフォトダイオードアレイを説明するた
めの図である。第2図から第9図は本発明の一実施例の
概略的製造工程図である。第10図はセンサ部の他の実
施例を示すものである。 1・・p形シリコン基板、2・・シリコン酸化膜、3・
Φシリコン酸化膜の開孔部、4.6・・n・拡散層、5
,7Φ・p・拡散層、8・・n−形エピタキシャル層、
9.11・・n′埋め込み層、10.12・・p°埋め
込み層、13・・pウェル領域、14・・pウェルと同
じ濃度のp−領域、15・働島状n−エピタキシャル領
域。 16・・島状n−エピタキシャル領域15を囲むn・領
域、17・・p−14を囲むp◆領領域18・・バイポ
ーラトランジスタのコレクタカラー、19・・pφアイ
ソレーション領域、20・−シリコン酸化@、21・・
バイポーラのベース領域、22・・バイポーラのベース
と同じ濃度のp◆層、23・・nチャンネルMOS)ラ
ンジスタのゲート酸化膜、24・・pチャンネルMOS
トランジスタのゲート酸化膜、25・・nチャンネルM
OS)ランジスタのゲートポリシリコン電極、26す・
pチャンネルMOS)ランジスタのゲートポリシリコン
電極%27,28・・PチャンネルMOS)ランジスタ
のソース及びドレイン領域、29,30・・nチャンネ
ルMOS)ランジスタのソース及びドレイン領域、31
@・フォトダイオードのn4層、32・・バイポーラト
ランジスタのエミッタ領域、33,34.35−−バイ
ポーラトランジスタのベース電極、エミッタ電極及びコ
レクタ電極、36.37・・nチャンネルMOSトラン
ジスタのソース電極及びドレイン電極、3B、39・・
pチャンネルMOS)ランジスタのソース電極及びドレ
イン電極、40・・p9 n−フォトダイオード領域、
41san◆p−フォトダイオード領域%42・・バイ
ポーチトランジスタ部、43・・nチャンネルMOS)
ランジスタ部、44・・pチャンネルMOS)ランジス
タ部。 第1図 (a) (a)・ (b) (b)’第10図 手続補正書(方式) 一0事件の表示 昭和61年特許願第269351号 二0発明の名称 光センサ ー、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 東京都大田区下丸子 、補正の対象 委任状、明細書の発明の詳細な説明の欄、及び図面の簡
単な説明の欄、並びに図面の第1図7、補正の内容 (1)委任状は別紙の通り (2)明細書の第3頁第8行、及び第8頁第17行の「
(a)”」をr (c)Jと補正する。 (3)明細書の第3頁第10行、及び第8頁第17行の
r(b)’」をr (d)Jと補正する。 (4)図面の第1図を別紙の通り、第1図(a)°とあ
るのを第1図(c)と、第1図(b) ”とあるのを
第1図(d)と補正する。 第 1 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 第1の導電形を有する基板に第1の導電形と第2の
導電形の埋め込み層を有し、前記基板上に第2の導電形
の低不純物濃度のエピタキシャル層が形成されてなるB
iCMOS構造の半導体装置において、前記第1の導電
形をアノードとした第1のフォトダイオードと、前記第
2の導電形をアノードとした第2のフォトダイオードを
前記基板上に形成してあることを特徴とした光センサ。 2 第2のフォトダイオードは、第1の導電形の高不純
物濃度層と、第1の導電形の埋め込み層で囲まれ、その
内側領域の第1の導電形の低不純物濃度層はCMOSト
ランジスタ部の第1導電形ウェル層と同じ導電形でかつ
同じ不純物濃度で形成されている特許請求の範囲第1項
記載の光センサ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61269351A JPS63122267A (ja) | 1986-11-12 | 1986-11-12 | 光センサ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61269351A JPS63122267A (ja) | 1986-11-12 | 1986-11-12 | 光センサ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63122267A true JPS63122267A (ja) | 1988-05-26 |
Family
ID=17471168
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61269351A Pending JPS63122267A (ja) | 1986-11-12 | 1986-11-12 | 光センサ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63122267A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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1986
- 1986-11-12 JP JP61269351A patent/JPS63122267A/ja active Pending
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