JPS63174357A - 半導体集積回路装置 - Google Patents
半導体集積回路装置Info
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- JPS63174357A JPS63174357A JP62007140A JP714087A JPS63174357A JP S63174357 A JPS63174357 A JP S63174357A JP 62007140 A JP62007140 A JP 62007140A JP 714087 A JP714087 A JP 714087A JP S63174357 A JPS63174357 A JP S63174357A
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- Japan
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- Pending
Links
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- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 26
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- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
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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
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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〕
この発明は半導体集積回路装置（以下ｒＩｃＪという）
に係り、特に光センサーが一体に組込まれたＩＣの構造
に関するものである。
に係り、特に光センサーが一体に組込まれたＩＣの構造
に関するものである。
＠４図は従来の光センサと関係回路とを同一チップ上に
構成したＩＣの構造例を示す断面図で、図において、（
２１はｐ４形基板、（３）は忙形層からなるフローティ
ングコレクタ、（４）はｒ仕分離層、（５）はｎ−形エ
ピタキシャル成長層、（６）はｒ形ペース層。
構成したＩＣの構造例を示す断面図で、図において、（
２１はｐ４形基板、（３）は忙形層からなるフローティ
ングコレクタ、（４）はｒ仕分離層、（５）はｎ−形エ
ピタキシャル成長層、（６）はｒ形ペース層。
（７ａ） 、 （７ｂ）及び（７ｃ）はｔ形の拡散層で
、それぞれ光センサーのカソード、 ｎｐｎ ）ランジ
スタのコレクタ及び同じくエミッタを構成する。また、
（８）は酸化膜、 （９ａ） 、 （９ｂ） 、 （
９ｅ） 、 （９ｄ）及び（９ｅ）はアルミ配線で、そ
れぞれ光センサーのカソード配ａ１１． ｎｐｎ ）ラ
ンジスタのコレクタ配線、エミッタ配線、ペース配線、
光センサーの７ノード及びグランド配線を示す。αｑは
光センサーの受光部を示す。なお。
、それぞれ光センサーのカソード、 ｎｐｎ ）ランジ
スタのコレクタ及び同じくエミッタを構成する。また、
（８）は酸化膜、 （９ａ） 、 （９ｂ） 、 （
９ｅ） 、 （９ｄ）及び（９ｅ）はアルミ配線で、そ
れぞれ光センサーのカソード配ａ１１． ｎｐｎ ）ラ
ンジスタのコレクタ配線、エミッタ配線、ペース配線、
光センサーの７ノード及びグランド配線を示す。αｑは
光センサーの受光部を示す。なお。
図において、Ａは光センサ一部、Ｂはｎｐｎ ｌ’ラン
ジスタ部を示し、 （２ａ） 、 （２ｂ）はそれぞれ
の部分のｐ＋形基板、 （５ａ）、 （５ｂ）はそれ
ぞれの部分のｎ−形エピタキシャル成長層でアル。
ジスタ部を示し、 （２ａ） 、 （２ｂ）はそれぞれ
の部分のｐ＋形基板、 （５ａ）、 （５ｂ）はそれ
ぞれの部分のｎ−形エピタキシャル成長層でアル。
次に構成の詳細について説明する。図において。
光センサーの構成としては、ｆ形基板（２ａ）とｎ−形
エピタキシャル成長層（５ａ）とでｐｎ接合がつくられ
ており、そのアノード側はｐ′形分離層（４）を介して
アノード配ａ （９ｅ）にとり出され、カソード側はｎ
＋形拡散層（７ａ） ｌこよってオーミノクコンタクト
ヲトリ、カンード配線（９ａ）にとり出されている。一
方回路素子の一例であるｎｐｎ トランジスタの構成と
してはｒ仕分離層（４）と戸形基板（２ｂ）と（こよっ
て囲まれたｎ−形エピタキシャル成長層（５ｂ〕の中に
ｐ′形ベース拡散層（６）に拡散ｌこよるｎ”形コレク
タ層（７ｂ）とｎ“彫工ばンタ層（７ｃ）とを追加して
、トランジスタ素子を作る。ここでｐ“仕分離層（４）
とｐ２形基板（２）とを最低電位、たとえばＧＮＤｔ位
とし、ｎ−形エピタキシャル成長層（５）の電位がＧＮ
Ｄ以上の電位であれば、ｐｎ接合が逆バイアスされるの
で、各ｎ−形エビタギシャル成長層（５）の島に構成さ
れたトランジスタは分離され１個々のトランジスタとじ
て自由な電位で使用することができる。なお、分離層（
４）及び基板（２）は不純物濃度が高いｒ形、つまり比
抵抗の小さいものが用いられる。これは、サブ（基板（
２）及び分離（４））に電流が流れ込む場合、つマリ、
ｎｐｎ）ランジスタが飽和する場合などでサブ電位が変
動する値を小さくするためである。
エピタキシャル成長層（５ａ）とでｐｎ接合がつくられ
ており、そのアノード側はｐ′形分離層（４）を介して
アノード配ａ （９ｅ）にとり出され、カソード側はｎ
＋形拡散層（７ａ） ｌこよってオーミノクコンタクト
ヲトリ、カンード配線（９ａ）にとり出されている。一
方回路素子の一例であるｎｐｎ トランジスタの構成と
してはｒ仕分離層（４）と戸形基板（２ｂ）と（こよっ
て囲まれたｎ−形エピタキシャル成長層（５ｂ〕の中に
ｐ′形ベース拡散層（６）に拡散ｌこよるｎ”形コレク
タ層（７ｂ）とｎ“彫工ばンタ層（７ｃ）とを追加して
、トランジスタ素子を作る。ここでｐ“仕分離層（４）
とｐ２形基板（２）とを最低電位、たとえばＧＮＤｔ位
とし、ｎ−形エピタキシャル成長層（５）の電位がＧＮ
Ｄ以上の電位であれば、ｐｎ接合が逆バイアスされるの
で、各ｎ−形エビタギシャル成長層（５）の島に構成さ
れたトランジスタは分離され１個々のトランジスタとじ
て自由な電位で使用することができる。なお、分離層（
４）及び基板（２）は不純物濃度が高いｒ形、つまり比
抵抗の小さいものが用いられる。これは、サブ（基板（
２）及び分離（４））に電流が流れ込む場合、つマリ、
ｎｐｎ）ランジスタが飽和する場合などでサブ電位が変
動する値を小さくするためである。
さて、このＩＣに２いては、図のＡ部に３いてｎ−形エ
ピタキシャル成長層（５ａ）とｐ′−形基板（２ａ）と
で構成される光センサーはその受光部αＱで受けた光信
号を電気信号に変換し、図のＢ部に形成されるｎｐｎ
トランジスタで代表される関係回路によって増幅利用す
ることを使命とするものである。。
ピタキシャル成長層（５ａ）とｐ′−形基板（２ａ）と
で構成される光センサーはその受光部αＱで受けた光信
号を電気信号に変換し、図のＢ部に形成されるｎｐｎ
トランジスタで代表される関係回路によって増幅利用す
ることを使命とするものである。。
そして光センサーにおいて、受光部σＯから入射した光
はシリコン内でそのエネルギーによって電子と正孔との
対を生む。このよう（こして発生した電子及び正孔がそ
れぞれダイオードのｎ形層及びｐ形層に到達すると、光
電流としてカンード端子（９ａ）及びアノード端子（９
ｅ）から取出すことができる。
はシリコン内でそのエネルギーによって電子と正孔との
対を生む。このよう（こして発生した電子及び正孔がそ
れぞれダイオードのｎ形層及びｐ形層に到達すると、光
電流としてカンード端子（９ａ）及びアノード端子（９
ｅ）から取出すことができる。
ところが一゛上記光センサーにおいて、長波長の分光、
例えば赤外光などを受光した場合、シリコンの異面から
深い位置、一般にはｐ＋形基板島〕内で電子と正孔とが
発生する。そこでｐ＋形基板（２ａ）の不純物濃度が高
い（比抵抗が低い）場合、電子がｎ−形エビタキ７ヤル
成長層（シ）に到着するまで（こ、その多くを再結合で
失い、長波長に２ける光センサーの感度が低丁するとい
う問題点があった。
例えば赤外光などを受光した場合、シリコンの異面から
深い位置、一般にはｐ＋形基板島〕内で電子と正孔とが
発生する。そこでｐ＋形基板（２ａ）の不純物濃度が高
い（比抵抗が低い）場合、電子がｎ−形エビタキ７ヤル
成長層（シ）に到着するまで（こ、その多くを再結合で
失い、長波長に２ける光センサーの感度が低丁するとい
う問題点があった。
この発明は上記のような問題点を解消するこめになされ
たもので、光センサーの感度を長波長側で低ドさせるこ
とす＜、従来と同様に関係回路素子を組込むことのでき
るＩＣの構成を得ることを目的とする。
たもので、光センサーの感度を長波長側で低ドさせるこ
とす＜、従来と同様に関係回路素子を組込むことのでき
るＩＣの構成を得ることを目的とする。
この発明に係るＩＣは基板として、高比抵抗基板を用い
るとともに、関係回路素子形成領域の下面分離として高
濃度ｐ′−形拡散を行うよう（こしたものである。
るとともに、関係回路素子形成領域の下面分離として高
濃度ｐ′−形拡散を行うよう（こしたものである。
この発明（こ８ける。高比抵抗基板は光センサーの長波
長感度を上げ、一方関係回路素子形成領域下の高濃度ｐ
＋形拡散は従来の基板と同様に各素子の分離を完全に行
う。
長感度を上げ、一方関係回路素子形成領域下の高濃度ｐ
＋形拡散は従来の基板と同様に各素子の分離を完全に行
う。
第１図はこの発明の一実施例の構成を示す断面図で、第
４図の従来例と同一符号は同等部分を示し、その重複説
明は避ける。第１図に３いて、（１）は高比抵抗のｐ−
形基板、 （２Ｂ）はＢ領域の関係回路素子形成部分
のｎ−形エピタキシャル成長層（５ｂ）の下面分離用の
ｐ４形拡散層である。
４図の従来例と同一符号は同等部分を示し、その重複説
明は避ける。第１図に３いて、（１）は高比抵抗のｐ−
形基板、 （２Ｂ）はＢ領域の関係回路素子形成部分
のｎ−形エピタキシャル成長層（５ｂ）の下面分離用の
ｐ４形拡散層である。
第２図は光センサーの等価回路図、第３図はｐ傘形拡散
層（２Ｂ）の形成状況を示すｐ−形基板の平面図である
。
層（２Ｂ）の形成状況を示すｐ−形基板の平面図である
。
この実施例の動作は基本的には第４図に示した従来例と
同様であるが、部分Ａの光センサーにおいて、受光部α
ｑから入射した光が赤外光のようにそこが従来のように
ｐ＋形ではな（てｐ−形で比抵抗が高いので、電子の再
結合は少なくなり、ｎ−形エピタキシャル成長層（５ａ
）への到達効率は向上し。
同様であるが、部分Ａの光センサーにおいて、受光部α
ｑから入射した光が赤外光のようにそこが従来のように
ｐ＋形ではな（てｐ−形で比抵抗が高いので、電子の再
結合は少なくなり、ｎ−形エピタキシャル成長層（５ａ
）への到達効率は向上し。
多くの光電流を取り出すことができ、長波長光に対する
感度が上昇する。そして部分Ｂの関係回路素子としての
ｎｐｎ トランジスタについてはその下面をｐ′形拡散
層（２Ｂ）が形成されているので、従来の構造と全く同
様の特性を得ることができる。
感度が上昇する。そして部分Ｂの関係回路素子としての
ｎｐｎ トランジスタについてはその下面をｐ′形拡散
層（２Ｂ）が形成されているので、従来の構造と全く同
様の特性を得ることができる。
そして部分Ａの光センサーと部分Ｂの関係回路素子との
Ｖイアウドは自由にできることは第３図から明らかであ
る。
Ｖイアウドは自由にできることは第３図から明らかであ
る。
な３．上記実施例では長波長用光センサーをチップ上に
構成する場合について述べたが、受光部表面にペース拡
散を行ない、このｐ◆形電極とｒ形基板（１ａ）とを接
続して、全波長領域でセンサーの感度を上げる場合も同
様である。
構成する場合について述べたが、受光部表面にペース拡
散を行ない、このｐ◆形電極とｒ形基板（１ａ）とを接
続して、全波長領域でセンサーの感度を上げる場合も同
様である。
以上のようにこの発明によれば、ＩＣの基板を高比抵抗
として１回路素子部に高濃度ｐ４形層により下面分離を
行うようにしたので、赤外光などの長波長光で高感度の
光センツー−が回路素子と同一チップ上に構成でき、装
置が安価にでき、外部ノイズ等に強い回路が構成できる
という効果がある。
として１回路素子部に高濃度ｐ４形層により下面分離を
行うようにしたので、赤外光などの長波長光で高感度の
光センツー−が回路素子と同一チップ上に構成でき、装
置が安価にでき、外部ノイズ等に強い回路が構成できる
という効果がある。
Ｉｒ１図はこの発明の一実施例の構成を示す断面図、第
２図は光センサーの等価回路図、第３図は下面分離用ｐ
４形拡散層の形成状況を示すｐ−形基板の平面図、′＠
４図は従来のＩＣの構成を示す断面図である。 図において、【１）はｐ−形（シリコン）基板、（２Ｂ
）は下面分離用ｐ４形拡散層、（４）はｐ４形分離層、
（５）はｎ−形エピタキシャル成長層、Ａは第１の部分
（光センサ一部）、Ｂは第２の部分（ｎｐｎ トランジ
スタ部）である。 なお１図中同一符号は同一、または相当部分を示す。
２図は光センサーの等価回路図、第３図は下面分離用ｐ
４形拡散層の形成状況を示すｐ−形基板の平面図、′＠
４図は従来のＩＣの構成を示す断面図である。 図において、【１）はｐ−形（シリコン）基板、（２Ｂ
）は下面分離用ｐ４形拡散層、（４）はｐ４形分離層、
（５）はｎ−形エピタキシャル成長層、Ａは第１の部分
（光センサ一部）、Ｂは第２の部分（ｎｐｎ トランジ
スタ部）である。 なお１図中同一符号は同一、または相当部分を示す。
Claims (2)
- （１）低濃度ｐ＾−形シリコンからなる高比抵抗基板と
、 この高比抵抗基板の上面に部分的に形成された高濃度ｐ
＾＋形拡散層と、 この高濃度ｐ＾＋形拡散層の上を含め上記高比抵抗基板
の上に形成されたｎ＾−形エピタキシャル成長層と、 このｎ＾−形エピタキシャル成長層の上記高比抵抗基板
に直接接する第１の部分と、上記高濃度ｐ＾＋形拡散層
に接する第２の部分とを分離する高濃度ｐ＾＋形分離層
とを備えたことを特徴とする半導体集積回路装置。 - （２）第１の部分に光センサーを、第２の部分には関係
回路素子を形成したことを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の半導体集積回路装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62007140A JPS63174357A (ja) | 1987-01-13 | 1987-01-13 | 半導体集積回路装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62007140A JPS63174357A (ja) | 1987-01-13 | 1987-01-13 | 半導体集積回路装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63174357A true JPS63174357A (ja) | 1988-07-18 |
Family
ID=11657769
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62007140A Pending JPS63174357A (ja) | 1987-01-13 | 1987-01-13 | 半導体集積回路装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63174357A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0513800A (ja) * | 1991-07-05 | 1993-01-22 | Sharp Corp | 半導体装置 |
| EP0576009A1 (en) * | 1992-06-25 | 1993-12-29 | Sanyo Electric Co., Limited. | Optical semiconductor device and fabrication method therefor |
| JPH09162378A (ja) * | 1995-12-13 | 1997-06-20 | Nec Corp | 光半導体装置 |
| US6005278A (en) * | 1997-01-27 | 1999-12-21 | Sharp Kabushiki Kaisha | Divided photodiode |
-
1987
- 1987-01-13 JP JP62007140A patent/JPS63174357A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0513800A (ja) * | 1991-07-05 | 1993-01-22 | Sharp Corp | 半導体装置 |
| EP0576009A1 (en) * | 1992-06-25 | 1993-12-29 | Sanyo Electric Co., Limited. | Optical semiconductor device and fabrication method therefor |
| JPH09162378A (ja) * | 1995-12-13 | 1997-06-20 | Nec Corp | 光半導体装置 |
| US6005278A (en) * | 1997-01-27 | 1999-12-21 | Sharp Kabushiki Kaisha | Divided photodiode |
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