KR100288367B1 - 회로내장수광소자 - Google Patents
회로내장수광소자 Download PDFInfo
- Publication number
- KR100288367B1 KR100288367B1 KR1019970051118A KR19970051118A KR100288367B1 KR 100288367 B1 KR100288367 B1 KR 100288367B1 KR 1019970051118 A KR1019970051118 A KR 1019970051118A KR 19970051118 A KR19970051118 A KR 19970051118A KR 100288367 B1 KR100288367 B1 KR 100288367B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- conductivity type
- semiconductor layer
- type
- photodiode
- semiconductor
- Prior art date
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 241
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 75
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 22
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 18
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 17
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 2
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 214
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 93
- 230000004044 response Effects 0.000 description 78
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 41
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 29
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 29
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 29
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 25
- 238000000034 method Methods 0.000 description 21
- 230000008569 process Effects 0.000 description 18
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 9
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 8
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 7
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 5
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 4
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 4
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 3
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 201000009310 astigmatism Diseases 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 2
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 2
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 2
- 206010034960 Photophobia Diseases 0.000 description 1
- 206010034972 Photosensitivity reaction Diseases 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000000407 epitaxy Methods 0.000 description 1
- 208000013469 light sensitivity Diseases 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 1
- 230000036211 photosensitivity Effects 0.000 description 1
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- 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
- H01L31/08—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 in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors
- H01L31/10—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 in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors characterised by potential barriers, e.g. phototransistors
-
- 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
-
- 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
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- 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
- H01L31/02016—Circuit arrangements of general character for the devices
- H01L31/02019—Circuit arrangements of general character for the devices for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
- H01L31/02024—Position sensitive and lateral effect photodetectors; Quadrant photodiodes
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
Abstract
본 발명의 회로내장수관소자는 : 제 1도전형의 반도체기판; 상기 제 1도전형의 반도체기판상에 형성된 제 2 도전형의 제 1반도체층; 및 상기 제 2 도전형의 제 1반도체층을 제 2 도전형의 다수의 반도체영역들로 분할하는 제 1 도전형의 제 1 반도체층; 상기 분할된 각각의 제 2 도전형의 반도체영역들 및 그의 하측의 제 1 도전형의 반도체기판의 영역들에 의해, 신호광을 검출하여 그 신호광의 광전변환신호를 출력하는 다수의 광검출부, 광검출부로 구성된 분할 포토다이오드; 각각의 광검출부를 형성하는 제 1 도전형의 반도체기판의 영역내 및 분할 포토다이오드의 분할부로서 작용하는 제 1 도전형의 제 1 반도체층의 근방에만 형성된 제 2 도전형의 제 2 반도체층; 및 상기 제 2 도전형의 제 2 반도체층의 상부 부분을 피복하도록 분할부로서 작용하는 제 1 도전형의 제 1 반도체층의 일부분을 포함하는 제 2 도전형의 제 1 반도체층의 표면 영역에 형성된 제 1 도전형의 제 2 반도체층을 포함한다.
Description
제1(a)도 및 제1(b)도는 본 발명의 실시예 1 의 회로내장수광소자에 내장되는 분할 포토다이오드의 구조를 나타내며; 제1(a)도는 분할 포토다이오드의 평면도이고,
제1(b)도는 제1(a)도의 1a-1a선을 따라 취해진 단면도.
제2도는 실시예 1의 회로내장수광소자의 구조를 나타낸 단면도로서, 회로내장수광소자에 내장되는 신호처리회로의 회로소자의 단면 구조 및 분할 포토다이오드의 단면 구조를 나타낸 단면도.
제3(a)도 내지 제3(c)도는 실시예 1의 회로내장수광소자의 분할 포토다이오드를 제조하기 위한 주요 공정을 순차로 나타낸 단면도.
제4도는 본 발명의 실시예 2 및 3의 회로내장수광소자를 나타낸 평면도로서; 회로내장수광소자에 내장된 분할 포토다이오드를 나타내는 도면.
제5도는 본 발명의 실시예 4의 회로내장수광소자의 분할 포토다이오드의 구조를 나타낸 단면도.
제6(a)도 내지 제6(c)도는 실시예 4의 분할 포토다이오드를 제조하기 위한 주요 공정을 순차로 나타낸 단면도.
제7(a)도 및 제7(b)도는 실시예 4의 분할 포토다이오드의 얕은 레벨에 N형 확산층(7)이 형성된 경우의 포텐셜 분포 및 구조를 나타낸 도면.
제8(a)도 및 제8(b)도는 실시예 4의 분할 포토다이오드의 깊은 레벨에 N형 확산층(7)이 형성된 경우의 포텐셜 분포 및 구조를 나타낸 도면.
제9도는 본 발명의 실시예 5의 회로내장수광소자의 분할 포토다이오드의 구조를 나타낸 단면도.
제10(a)도 및 제10(b)도는 종래의 4분할 포토다이오드를 나타내며,
제10(a)도는 분할 포토다이오드의 일반적 구성을 나타낸 평면도이고,
제10(b)도는 제10(a)도의 10b-10b선의 단면도.
제11(a)도 내지 제11(c)도는 비점수차법(astigmatism method)으로 광빔 스포트의 각 형태를 나타낸 도면.
제12도는 분할부의 응답속도가 개선된 종래의 분할 포토다이오드의 구조를 나타낸 단면도.
제13(a)도 내지 제13(c)도는 제12도의 분할 포토다이오드를 제조하기 위한 주요 공정을 순차로 나타낸 단면도.
제14(a)도 내지 제14(c)도는 제12도에 도시된 분할 포토다이오드의 N형 확산층(13)과 P형 확산층(16)의 필요성을 나타낸 단면도.
제15도는 고주파 노이즈에 연관된 소자를 포함하는 종래의 일반적인 회로내장수광소자의 등가회로를 나타낸 회로도이다.
[발명의 목적]
본 발명은 광전변환신호를 처리하는 신호처리회로를 내장한 회로내장수광소자에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본 발명은 회로내장수광소자에 내장되며 응답속도를 감소시키지 않고 고주파 노이즈 레벨을 감소시키도록 다수의 광검출부(이하,“광검출 포토다이오드부”라 함)로 분할되는 수광영역을 가진 분할 포토다이오드 구조에관한 것이다.
[발명이 속하는 기술분야 및 그 분야의 종래기술]
분할 포토다이오드가 제공된 상기한 회로내장수광소자는, 예컨대 광픽업용 신호검출소자로서 종래 사용되고 있다.
제10(a)도 및 제10(b)도는 종래의 회로내장수광소자를 나타내며 : 제10(a)도는 회로내장수광소자의 4분할 포토다이오드의 일반적 구성을 나타낸 평면도이고, 제10(b)도는 제10(a)도의 10b-10b선을 따라 취해진 단면 구조를 나타낸다. 제10(a)도 및 제 10(b)도에서는 메탈처리 공정 이후의 각 공정에 의해 형성된 구조, 예컨대 다층 배선, 보호막등이 생략되었다.
제10(a)도 및 제10(b)도에서, PD20는 종래의 회로내장수광소자에 내장된 4분할 포토다이오드이며, P형 실리콘기판(11)상에는 N형 에피택시얼층(14)이 형성된다. 상기 기판(11)과 N형 에픽텍시얼층(14) 사이의 경계영역에는, 선택적으로 P+형 매립 확산층(12)이 형성된다. N형 에피택시얼층(14)의 표면영역에서는, P+형 분리확산층(15)이 P+형 매립 확산층(12)에 도달하도록 형성된다. 또한, N형 에피택시얼층(14)은 P+형 매립 확산층(12) 및 그 확산층(12)과 연계된 P+형 분리 확산층(15)에 의해 다수의 N형 에픽택시얼층 영역(14a)으로 분할된다. 분할된 각각의 N형 에피택시얼 영역(14a)과 그의 하측의 기판(11) 부분에 의해 신호광을 검출하는 광검출 포토다이오드부(PDa, PDb, PDc, PDd)가 형성된다. 상기 4분할 포토다이오드(PD20)는 상기 광검출 포토다이오드부(PDa-PDd)로구성되어 있다. 실제로, 상기 N형 에피택시얼층(14)의 표면상에 실리콘산화막 또는 실리콘질화막등의 반사방지막이 형성된다. 그러나, 간단화를 위해, 상기 막은 제10(b)도에서 생략되었다.
다음, 4분할 포토다이오드(PD20)를 이용한 초점 오차 검출 방법에 대해 설명한다.
제11(a)도 내지 제11(c)도는 광검출 포토다이오드부(PDa-PDd)로 구성된 4분할 포토다이오드(PD20)를 이용하여 초점 오차를 검출하기 위한방식의 하나인 비점수차법에서, 신호광의 조사에 의한 그의 광빔의 스포트가 4분할 포토다이오드(PD20)의 표면에서 형성된 상태를 나타낸다.
제11(a)도는 광픽업에서 입사되는 광빔의 초점이 디스크상에서 합치되는 경우의 4분할 포토다이오드의 표면에 형성된 광스포트의 형상을 나타내며, 제11(b)도는 디스크와 광픽업 사이의 거리가 너무 짧은 경우의 4분할 포토다이오드의 표면에 형성되는 광스포트의 형상을 나타내며, 제11(c)도는 디스크와 광픽업 사이의 거리가 너무 긴 경우의 4분할 포토다이오드의 표면에 형성되는 광스포트의 형상을 나타낸다.
일반적으로, 대각선 위치의 2쌍의 광검출 포토다이오드부의 광신호(즉, 광전변환출력)의 합을 취하여 2개의 합의 신호들 사이의 차를 검사함에 의해 초점 오차를 검출한다. 특히, 이 경우에, 오차 신호(S)는 다음과 같이 계산된다 :
오차신호(S) = {(광검출 포토다이오드부(PDa)의 광신호)+(광검출 포토다이오드부(PDd)의 광신호)}-{(광검출 포토다이오드부(PDb)의 광신호)+(광검출 포토다이오드부(PDc)의 광신호)}
예컨대, 제11(a)도에 도시된 바와같이 원형의 광스포트(10a)가 형성되는 경우는, S=0으로 되고 광빔이 디스크상에 초점이 합치된 것으로 결정된다. 한편, 제11(b)도에 도시된 바와같이 분할 포토다이오드의 수직 방향에 대해 반시계방향으로 경사진 타원형 광스포트(10b)가 형성된 경우는, S＞0으로 되고 디스크가 광픽업에 너무 근접한 것으로 판정된다. 또한, 제11(c)도에 도시된 바와같이 분할 포토다이오드의 수직 방향에 대해 시계방향으로 경사진 타원형 광스포트(10c)가 형성된 경우는 S＜0으로 되고 디스크가 광픽업에서 너무 먼 것으로 판정된다.
광픽업이 실제 사용될 때, S=0으로 되도록 광빔의 포커싱 제어가 실행된다. 따라서, 제11(a)도 내지 제11(c)도에 도시된 바와같이, 신호광의 광빔은 분할 포토다이오드의 분할부상으로 조사된다.
이와같이 광픽업에서 디스크까지의 초점 거리가 조정된후, 디스크상에서 실제 독출된 데이터를 포함하는 RF신호는 제11(a)도에 도시된 바와같이 광빔이 분할 포토다이오드상에 조사되는 상태에서 각각의 광검출 포토다이오드부에서의 광신호(광전변환신호)의 합으로서 얻어진다. 즉, RF신호 = {(광검출 포토다이오드부(PDa)의 광신호)+(광검출 포토다이오드부(PDd)의 광신호)} + {(광검출 포토다이오드부(PDb)의 광신호)+(광검출 포토다이오드부(PDc)의 광신호)}로 된다.
또한, 고속 신호 처리를 실현하기 위해서는, 조사된 신호광이 분할 포토다이오드에서 고속 전기 신호로 변환되어야 한다. 따라서, 광디스크 드라이브의 성능이 크게 개선됨에 따라, 분할 포토다이오드의 응답 특성은 분할 포토다이오드가 실제 사용될 때 신호광이 조사되는 영역에서 더욱 개서되도록 요구된다.
제11(a)도에 도시된 바와같이 광이 분할 포토다이오드상으로 조사되는 상태에서 분할 포토다이오드의 분할부의 응답 특성을 개선시킬 필요성의 결과로서, 분할부의 응답 속도의 개선을 위한 구조가 이미 개발되어 있다(일본 특허 공개 공보 96-32100호, 일본 특허 출원 번호 제 94-162412호).
제12도는 분할부의 응답 속도를 개선시키기 위한 구조를 설명하는 도면으로서 제10(b)도에 도시된 4분할 포토다이오드(PD20)의 부분에 대응하는 단면구조를 나타낸다. 제12도에서는 반사방지막으로서의 산화막 또는 질화막 및 메탈 처리 공정 이후의 각 공정에 의해 형성된 구조, 예컨대 다층 배선, 보호막등이 생략되었다.
제12도에서, PD30은 분할부의 응답속도를 개선시키는 구조를 가진 4분할 포토 다이오드이다. 상기 분할 포토다이오드(PD30)는 제10(a)도 및 제10(b)도에 도시된 분할 포토다이오드(PD20)의 각 층 및 영역들의 구성외에, 각각의 광검출 포토다이오드부(PDa-PDd)를 구성하는 P형 실리콘기판(11)과 N형 에피택시얼 영역(14a) 사이의 경계 부분에 N+형 매립 확산층(13)을 가지며, 그 외의 구성은 상기 분할 포토다이오드(PD20)와동일하다.
다음, 상기 분할 포토다이오드(PD30)의 제조 방법에 대해 설명한다.
먼저, 제13(a)도에 도시된 바와같이, 분할 포토다이오드를 다른 소자로부터 분리하기 위한 영역 및 P형 실리콘기판(11)의 표면영역의 분할 포토다이오드의 광검출 포토다이오드부들중 분할부로 될 영역에 P+형 매립 확산층(12)이 형성된다. 또한, 상기 기판(11)의 표면 영역에 광검출 포토다이오드부가 형성될 영역의 일부에 N+형 매립 확산층(13)이 형성된다.
다음, 제13(b)도에 도시된 바와같이, P형 실리콘기판(11)의 전면에 N형 에피택시얼층(14)이 성장된다. 이어서, 제13(c)도에 도시된 바와같이, P+형 매립 확산층(12)에 대응하는 영역에 N형 페피택시얼층(14)의 표면에서 확장되어 P+형 매립 확산층(12)에 이르도록 P+형 분리 확산층(15)이 형성되며, 상기 분할 포토다이오드를 구성하는 N형 에피택시얼층(14)의 표면 영역에 P+형 분리 확산층(16)이 형성된다.
이 방식으로, 제12도에 도시된 바와같은 구조를 가진 분할 포토다이오드(PD30)가 얻어진다. 또한, 상기 분할 포토다이오드와 함께 N형 에피택시얼층에 내장될 신호처리회로부(도시안됨)가 종래의 바이폴라 IC 공정에 의해 P형 실리콘기판(11)상에 형성된다.
다음, 상기 구조를 가진 분할 포토다이오드의 분할부에서 어떻게 응답 특성이 개선되는 지를 간단하게 설명한다.
상기 구조를 가진 분할 포토다이오드(PD30)는 각각의 광검출 포토다이오드부에 대해 N+형 매립 확산층(13)을 제공하고 상기 분할 포토다이오드를 구성하는 N형 에피택시얼층(14)의 표면 영역에 P+형 확산층(16)을 제공합을 특징으로 한다.
먼저, N+형 매립 확산층(13)이 제공되는 이유에 대해 설명한다. 제10(b)도에 도시된 종래의 분할 포토다이오드(PD20)의 구조에서는, 광이 조사될 분할부(B)하에서 발생된 광캐리어(C0)(제14(a)도 참조)는 분할부(B)를 우회한후 P-N접합 영역에 도달한다. 그 결과, 상기 캐리어(C0)가 P-N접합 영역으로 확산에 의해 이동하는 거리가 분할 포토다이오드의 분할부(B)하의 영역을 제외한 기판(11)의 여역에서 발생되는 광캐리어(C1)의 이동거리보다 길다. 따라서, 분할 포토다이오드(PD20)의 분할부(B)에서의 응답속도는 분할부(B)이외의 영역에서의 응답속도보다 느리고 분할부(B)에서의 컷오프 주파수는 상기 분할부(B) 이외의 영역들의 컷오프 주파수보다 느리게 된다.
대조적으로, 제13(c)도에 도시된 바와같이 N형 확산층(13)을 포함하는 구조를 갖는 분할 포토다이오드(PD30)는 N형 확산층(13)에서 확장하는 공핍층을 이용하여 분할부하에서 발생하는 광캐리어가 분할부를 우회하여 확산하는 거리를 수십 ㎛에서 수 ㎛로 단축시킨다. 따라서, 분할부하에서 발생되는 광캐리어에 의한 응답 속도의 지연이 방지될 수 있다.
응답 속도의 개선의 관점에서, 분할부 근방에 N+형 확산층(13)을 포함하는 구조를 가진 분할 포토다이오드(PD30)에 대한 중요성이 있다. 상기한 방식으로 분할 포토다이오드의 구조를 개조함에 의해, 응답 속도가 개선될 수 있고 RF신호가 고속으로 처리될 수 있다.
한편, P+형 확산층(16)이 형성되는 이유는 다음과 같다.
분할 포토다이오드(PD30)의 수광면에서의 광반사율이 높은 경우에, 광신호가 상기 분할 포토다이오드(PD30)에 조사될 때, 상기 분할 포토다이오드(PD30) 내부로 침입하는 광량이 작게된다. 그 결과, 광이 전기신호로 광전변환함에 의해 발생하는 전류량이 작게된다. 즉, 상기 분할 포토다이오드의 광감도가 감소된다.
따라서, 상기한 방식으로 광감도가 감소됨을 방지하기 위해서는, 분할 포토다이오드의 표면에서의 광의 반사율을 감소시킬 필요가 있다. 따라서, 분할 포토다이오드의 수광면에 반사방지막(도시안됨)으로서 시리콘산화막이 종래 형성되어 왔다. 그러나, 실리콘 산화막의 막두께를 최적화하더라도, 그의 굴절율의 제약 때문에 실리콘산화막은 반사율을 기껏해야 15%정도 감소시킬 수 있을 뿐이다.
한편, 반사방지막으로서 실리콘 산화막 대신 실리콘질화막을 사용하는 경우에, 그의 막두께를 최적화함에 의해 반사율을 약 1%정도 감소시킬 수 있다. 그러나, 에피택시얼 층의 표면에 실리콘 질화막이 형성되면, 그후 N형 에피택시얼층(14)와 P+형 확산층(15) 사이의 P-N접합 단부면이 실리콘질화막과 직접 접촉하게 되어, P-N접합 단부면에 접합 리크가 증가되는 문제가 있다.
따라서, 제14(c)도에 도시된 바와같이, 분할 포토다이오드의 에피틱시얼층의 표면 영역에 P+형 확산층(16)을 형성함에 의해, N형 에피택시얼층(14)와 P+형 매립 확산층(15) 사이의 P-N접합 단부면이 실리콘 질화막과 직접 접촉함을 방지할 수 있어서, P-N접합 단부면에서의 접합 리크에 대한 대책을 마련할 수 있게 된다.
[발명이 이루고자 하는 기술적 과제]
이하, 제14(c)도에 도시된 바와같은 구조를 가진 분할 포토다이오드(PD30)의 문제에 대해 설명한다.
광픽업용으로 이용되는 분할 포토다이오드의 동작 속도가 고속화됨에 따라, 분할 포토다이오드에 의해 얻어지는 광전변환신호를 처리하는 회로에서 신호처리가 고주파에서 처리된다. 따라서, 회로내장수광소자의 신호처리회로에서 고주파 노이즈 레벨을 감소시킬 필요가 있다.
분할 포토다이오드의 용량이 커지게 되면, 고주파 노이즈 레벨도 커지는 것으로 나타났다. 그 이유는 다음과 같다.
제15도는 광픽업용으로 이용되는 회로내장수광소자의 회로구성을 고주파 노이즈에 연관된 소자를 포함하는 간단한 등가회로로써 나타낸다. 상기 회로내장수광소자에서는, 증폭기 등의 신호처리회로(SC)의 전단에 피드백회로가 제공된다. 따라서, 상기 등가회로에서는, 분할 포토다이오드의 용량(CPD) 및 피드백회로의 저항(Rf)이 신호처리회로(SC)의 입력에 병렬로 접속된다. 제15도에서, V는 증폭기 등의 신호처리회로(SC)의 기준 전압을 나타낸다.
in 2= ina 2+ Vna 2/{Rf2/(1 + ωCPDRf2)} + 4kT(Δf/Rf) ... (1)
상기 식(1)에서, 변수 및 정수는 다음과 같다.
in: 신호처리회로 전체에 대한 입력 환산 노이즈 전류원의 출력전류(복소수)
ina: 상기 피드백 회로에 대한 입력 환산 노이즈 전류원의 출력전류(복소수)
Vna: 상기 피드백 회로에 대한 입력 환산 노이즈 전압원의 출력전류(복소수)
Δf : 상기 신호처리회로에 의해 처리될 신호의 w파수 대역
Rf : 상기 피드백회로의 저항(피드백 저항)
CPD: 포토다이오드의 용량
k : 볼츠만 상수
T : 절대온도
ω = 2πf : 각속도(rad/sec)
f : 광신호의 주파수
상기 식에서, 제 1 항은 쇼트노이즈를 나타내며, 제 2 항은 고주파노이즈를 나타내며, 제 3 항은 열잡음을 나타낸다. 이 용어들에서, 쇼트노이즈와 열잡음은 주파수에 의존하지 않는다.
상기 식(1)에서 이해될 수 있는 바와같이, 주파수 의존성을 가진 제 2 항은 부하저항(Rf)과 분할 포토다이오드의 용량(CPD)에 의존하지만, 부하저항(Rf)은 증폭회로(신호처리회로)(SC)의 증폭율에 관게하므로, 그 저항값을 자유로이 변화시킬 수 없다. 따라서, 고주파 노이즈레벨을 감소시키기 위해서는, 분할 포토다이오드(PD30)의 용량(CPD)을 감소시킬 필요가 있다
상기한 바와같이, 종래의 분할 포토다이오드(PD30)에서는, N+형 매립 확산층(13)을 제공함에 의해 응답 속도가 개선될 수 있고 반사방지막으로서 실리콘 질화막을 이용함에 의해, 분할 포토다이오드의 N형 에피택시얼층의 표면영역에 P+형 확산층(16)을 형성함으로써 접합 리크를 발생시키지 않고 수광면의 반사율을 감소시킬 수 있다. 그러나, N+형 매립 확산층(13)과 P형 실리콘기판(11) 사이의 접합용량 및 P+형 확산층(16)과 N형 에피택시얼층(14) 사이의 접합용량이 크기 때문에, 분할 포토다이오드의 전체 접합용량이 커지게 된다. 따라서, 상기 분할 포토다이오드(PD30)는 회로내장수광소자에서의 신호 처리에 의해 발생될 고주파 노이즈 레벨이 높게되는 문제를 가진다.
본 발명의 회로내장수관소자는 : 제 1도전형의 반도체기판; 상기 제 1도전형의 반도체기판상에 형성된 제 2 도전형의 제 1반도체층; 및 상기 제 2 도전형의 제 1반도체층을 제 2 도전형의 다수의 반도체영역들로 분할하는 제 1 도전형의 제 1 반도체층을 포함하며; 상기 분할된 각각의 제 2 도전형의 반도체영역들 및 그의 하측의 제 1 도전형의 반도체기판의 영역들에 의해, 신호광을 검출하여 신호광의 광전변환신호를 출력하는 다수의 광검출부가 구성되며, 상기 다수의 광검출부에 의해 분할 포토다이오드가 형성되고, 상기 분할 포토다이오드의 형성영역과 전기적으로 분리된 제 2 도전형의 제 1반도체층의 영역에 상기 광전변환신호를 처리하는 신호처리회로를 구성하는 회로 소자가 형성되며; 각각의 광검출부를 형성하는 제 1 도전형의 반도체기판의 영역내 및 분할 포토다이오드의 분할부로서 작용하는 제 1 도전형의 제 1 반도체층의 근방에만 형성된 제 2 도전형의 제 2 반도체층이 형성되며; 상기 제 2 도전형의 제 2 반도체층의 상부 부분을 피복하도록 분할부로서 작용하는 제 1 도전형의 제 1 반도체층의 일부분을 포함하는 제 2 도전형의 제 1 반도체층의 표면 영역에 형성된 제 1 도전형의 제 2 반도체층이 형성된다.
일 실시예에서, 상기 제 1도전형의 제 2 반도체층은 신호광이 조사되는 분할부 근방에서만, 신호광의 빔 직경의 범위와 동일한 영역상에 형성되고, 상기 제 2 도전형의 제 2 반도체층은 그의 평면 패턴이 제 1 도전형의 제 2 반도체층의 평면 패턴보다 크지 않도록 형성된다.
다른 실시예에서, 상기 제 2 도전형의 제 2 반도체층은 신호광이 조사되는 분할부 근방에만, 제조 프로세스의 설계룰에 합치하는 최소 사이즈를 만족하는 평면 패턴을 가지도록 형성되고, 상기 제 1 도전형의 제 2 반도체층은 상기 제 2 도전형의 제 2 반도체층의 상부 부분을 피복하도록 형성된다.
본 발명의 다른 양태에 따른 회로내장수광소자는 : 제 1도전형의 반도체기판; 상기 제 1도전형의 반도체기판상에 형성된 제 2 도전형의 제 1반도체층; 및 상기 제 2 도전형의 제 1반도체층을 제 2 도전형의 다수의 반도체영역들로 분할하는 제 1 도전형의 제 1 반도체층을 포함하며; 상기 분할된 각각의 제 2 도전형의 반도체영역들 및 그의 하측의 제 1 도전형의 반도체기판의 영역들에 의해, 신호광을 검출하여 그 신호광의 광전변환신호를 출력하는 다수의 광검출부가 구성되며, 상기 다수의 광검출부에 의해 분할 포토다이오드가 형성되고, 상기 분할 포토다이오드의 형성영역과 전기적으로 분리된 제 2 도전형의 제 1 반도체층의 영역에 상기 광전변환신호를 처리하는 신호처리회로를 구성하는 회로 소자가 형성되며; 상기 광검출부를 구성하는 제 2 도전형의 반도체영역의 일부에 제 2 도전형의 반도체영역의 표면에서 불순물을 확산함에 의해 형성되어, 제 2 도전형의 제 1 반도체층의 불순물 농도보다 높은 불순물 농도를 갖는 제 2 도전형의 제 2 반도체층을 더 포함한다.
일 실시예에서, 상기 제 2 도전형의 제 2 반도체층의 회로 소자로서 작용하는 수직형 PNP 트랜지스터의 베이스영역과 동시에 형성된다.
본 발명의 또 다른 양태에 따른 회로내장수광소자는 : 제 1도전형의 반도체기판; 상기 제 1도전형의 반도체기판상에 형성된 제 2 도전형의 제 1반도체층; 및 상기 제 2 도전형의 제 1반도체층을 제 2 도전형의 다수의 반도체영역들로 분할하는 제 1 도전형의 제 1 반도체층을 포함하며; 상기 분할된 각각의 제 2 도전형의 반도체영역들 및 그의 하측의 제 1 도전형의 반도체기판의 영역들에 의해, 신호광을 검출하여 그 신호광의 광전변환신호를 출력하는 다수의 광검출부가 구성되며, 상기 다수의 광검출부에 의해 분할 포토다이오드가 형성되고, 상기 분할 포토다이오드의 형성영역과 전기적으로 분리된 제 2 도전형의 제 1 반도체층의 영역에 상기 광전변환신호를 처리하는 신호처리회로를 구성하는 회로 소자가 형성되며; 신호광이 조사되는, 상기 제 1 도전형의 제 1 반도체층으로 구성된 분할부의 일부분 및 상기 분할부 근방의 제 2 도전형의 제 1 반도체층의 표면영역에, 상기 신호광의 빔직경의 범위와 동일한 영역을 피복하도록 형성된 제 1 도전형의 제 2 반도체층을 더 포함한다.
이하, 본 발명에 의해 얻어지는 작용 효과에 대해 설명한다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 제 2 도전형의 제 2 반도체층은 분할 포토다이오드를 구성하는 제 1 도전형의 반도체기판의 분할 포토다이오드의 분할부 근방에만 형성된다. 따라서, 분할부하에서 발생된 광캐리어가 P-N접합 영역에 도달하도록 분할부를 우회하여 확산하는 거리는 제 2 도전형의 제 2 반도체층의 존재에 의해 짧아질 수 있다. 따라서, 광캐리어의 분할부 주위로의 우회에 의한 응답 속도의 감소가 억제될 수 있다.
또한, 제 2 도전형의 제 2 반도체층의 상부 부분을 피복하도록 분할 포토다이오드를 구성하는 제 2 도전형의 제 1 반도체층의 표면영역에 제 1 도전형의 제 2 반도체층이 형성되므로, 제 2 도전형의 제 2 반도체층상에 발생되는 광캐리어가 제 1 도전형의 제 2 반도체층으로 흡수된다. 따라서, 상기 광캐리어가 제 2 도전형의 제 2 반도체층을 우회하여 P-N 접합영역에 도달하지 않게된다. 그러므로, 제 2 도전형의 제 2 반도체층이 제공되는 경우에도 응답속도의 감소가 방지될 수 있다.
또한, 제 1 도전형의 제 2 반도체층 및 제 2 도전형의 제 2 반도체층이 분할부 근방에만 형성되므로, 분할 포토다이오드의 상기 층들로 인해 접합 용량이 감소될 수 있다. 따라서, 분할 포토다이오드에 의해 얻어지는 광전변환신호를 처리하는 회로에서의 고주파 노이즈 레벨이 감소될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 신호광이 조사되는 분할부 근방에만 신호광의 빔직경의 범위와 동일한 영역상에, 제 1 도전형의 제 2 반도체층을 형성하고, 제 2 도전형의 제 2 반도체층을, 제 2 도전형의 제 2 반도체층의 평면패턴이 상기 제 1 도전형의 제 2 반도체층의 평면 패턴보다 크지 않도록 형성함에 의해, 분할 포토다이오드의 접합 용량이 더욱 감소될 수 있고 상기 용량을 감소시킴에 의해 고주파 노이즈 레벨도 감소시킬 수 있다.
더 구체적으로, 실질적으로는, 고속 응답 특성을 요구하는 RF신호를 포함하는 신호광은 분할 포토다이오드의 분할부 전체에 조사되지 않는다. 따라서, 신호광이 조사되는 분할부 근방의, 신호광의 빔직경에 대응하는 좁은 영역상에만, 제 1 도전형의 제 2 반도체층을 형성하고, 제 2 도전형의 제 2 반도체층을 제 1 도전형의 반도체기판의 분할부 근방에만, 상기 제 1 도전형의 제 2 반도체층보다 크지 않도록 형성함에 의해, 분할 포토다이오드의 용량이 감소될 수 있다. 또한, 이 경우에, 고속 응답 특성을 요구하는 RF신호를 포함하는 신호광이 실제로 조사되는 분할부의 근방에 제 2 도전형의 제 2 반도체층이 배치된다. 따라서, 광캐리어가 분할부를 우회하기 때문에 응답속도가 감소되지 않는다.
본 발명의 다른 실시예에서, 신호광이 조사되는 분할부의 근방에만 제 2 도전형의 제 2 반도체층이 제조 프로세스의 설계룰에 합치하는 최소 사이즈를 만족하는 평면 패턴을 가지도록 형성되며, 상기 제 2 도전형의 제 2 반도체층의 상부 부분을 피복하도록 제 1 도전형의 제 2 반도체층이 형성된다. 따라서, 접합 영역이 더욱 감소될 수 있어서, 분할 포토다이오드의 용량 및 고주파 노이즈 레벨이 더욱 감소될 수 있다.
이 경우에, 신호광이 조사되는 영역이 분할부 근방의 제 2 도전형의 제 2 반도체층 및 그의 상부 부분을 피복하는 제 1 도전형의 제 2 반도체층이 형성되지 않은 영역을 포함하므로, 광캐리어가 분할부 또는 제 2 도전형의 제 2 반도체층을 우회하게되므로 응답 속도가 어느 정도 감소된다. 그러나, 분할 포토다이오드의 접합 용량에 의한 고주파 노이즈 레벨을 감소시키는 것이 절대적인 경우에는, 이 구조의 접합용량 감소효과가 상당하므로, 상기 구조가 충분하게 유용하다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 제 1 도전형의 반도체기판상의 분할 포토 다이오드의 광검출부를 구성하는 제 2 도전형의 반도체 영역들의 일부에 제 2 도전형의 반도체영역들의 불순물 농도보다 높은 불순물 농도를 가지도록 불순물을 확산시킴에 의해 제 2 도전형의 반도체층이 형성된다. 따라서, 제 2 도전형의 반도체층의 불순물 농도 구배를 이용하여, 제 2 도전형의 반도체영역에서 발생되는 광캐리어가 확산에 의해 P-N접합 영역에 도달하도록 이동하는 거리를 짧게 할 수 있다. 따라서, 응답 속도가 증가될 수 있다.
예컨대, 사용하는 반도체 레이저에서 방사되는 레이저빔이 파장이 짧으면, 분할 포토다이오드의 수광면에서 볼 때 깊은 레벨에서 발생하는 광캐리어의 수가 적어지게 되어, 분할부하에서 발생되는 광캐리어의 분할부 주위로의 우회로 인한 응답 속도의 감소를 무시할 수 있게 된다. 따라서, 이 경우에, 제 1 도전형의 제 2 반도체층 및 제 2 도전형의 제 2 반도체층을 형성할 필요가 없다. 한편, 제 1 도전형의 반도체기판상에 분할 포토다이오드를 구성하는 제 2 도전형의 제 1 반도체층에서 발생하는 광캐리어는 제 2 도전형의 제 1 반도체층과 제 1 도전형의 반도체기판 사이의 접합 영역에 도달하도록 확산에 의해 제 2 도전형의 제 1 반도체층으로 이동한다. 따라서, 제 2 도전형의 제 1 반도체층에서 발생되는 광캐리어의 확산 이동 거리가 길게되면, 응답속도가 감소된다.
따라서, 제 2 도전형의 제 1 반도체층보다 높은 불순물 농도를 가진 제 2 도전형의 제 3 반도체층을 제 1 도전형의 반도체기판상의 분할 포토다이오드를 구성하는 제 2 도전형의 제 1 반도체층표면에서 불순물을 확산시킴에 의해 형성하고 제 2 도전형의 제 3 반도체층의 농도 구배에 의한 포텐셜을 이용함으로써, 제 2 도전형의 제 1 반도체층을 통한 광캐리어의 확산 이동 거리를 짧게하여 응답속도를 개선시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는, 제 2 도전형의 제 3 반도체층이 수직형 PNP 트랜지스터의 베이스 영역과 동시에 형성된다. 제 2 도전형의 제 3 반도체층이 공정수를 증가시키지 않고 형성될 수 있으므로, 본 발명은 제조 비용면에서도 장점이 있다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 신호광이 조사되는 분할 포토다이오드의 분할부 근방의, 광검출부를 구성하는 제 2 도전형의 제 1 반도체층의 표면 영역에만 신호광의 빔직경의 범위와 동일한 영역을 가지도록 제 1 도전형의 제 2 반도체층이 형성된다. 따라서, 응답 속도가 개선될 수 있다.
특히, 사용하는 반도체 레이저에 의해 방사되는 레이저빔의 파장이 짧은 경우, 제 1 도전형의 제 2 반도체층만을, 분할 포토다이오드의 광검출부를 구성하는 제 2 도전형의 반도체영역의 신호광의 빔직경의 범위와 동일한 영역상에 형성하고, 제 2 도전형의 제 2 반도체층은 형성하지 않는다. 이러한 구조로 함에 의해, 분할 포토다이오드의 용량은 제 1 도전형의 제 2 반도체층에 의해 어느 정도 증가되지만, 광검출부를 구성하는 제 2 도전형의 제 1 반도체층에서 발생하는 광캐리어는 제 1 도전형의 제 2 반도체층에 의해 흡수될 수 있고, 광검출부를 구성하는 제 2 도전형의 반도체영역에서 발생하는 광캐리어의 확산 이동 거리에 의한 응답 속도의 지연이 감소될 수 있다.
즉, 제 1 도전형의 제 2 반도체층을 형성하지 않는 경우, 제 2 도전형의 제 1 반도체층에서 발생하는 광캐리어는, 제 1 도전형의 반도체기판과 제 2 도전형의 제 1 반도체층 사이의 접합영역으로 도달한다. 그러나, 광캐리어가 확산에 의해 이동하므로, 응답속도가 느려진다. 한편, 제 1 도전형의 제 2 반도체층을 형성하면, 제 2 도전형의 제 1 반도체층에서 발생하는 광캐리어는, 제 1 도전형의 제 2 반도체층과 제 2 도전형의 제 1 반도체층 사이의 더 가까운 접합 영역에 도달된다. 따라서, 광캐리어의 확산에 의한 이동 거리가 단축되어, 응답속도가 개선될 수 있다.
따라서, 본 발명에서는 접합 리크를 증가시키지 않고 분할 포토다이오드의 수광면상에서의 광반사를 줄일 수 있으며, 분할 포토다이오드의 응답속도를 증가시킬 수 있고 고주파수 노이즈 레벨을 감소시킬 수 있는 회로내장수광소자를 제공할 수 있게 된다.
본 발명의 상기 및 다른 목적들은 첨부 도면들을 참조하여 상세하게 설명되는 다음의 내용을 이해한다면 당업자들에게 더욱 명학해질 것이다.
[발명의 구성 및 작용]
먼저, 본 발명의 기본 원리에 대해 도면들을 참조하여 설명한다.
분할 포토다이오드의 용량을 감소시켜서 그 분할 포토다이오드를 포함하는 회로내장수광소자에서의 고주파 노이즈 레벨을 감소시키기 위한 문제를 해결하도록, 제12도에 도시된 N+형 확산층(13)과 P+형 확산층(16)을 가능한한 작게하여, N+형 확산층(13)과 P형 실리콘기판(11) 및 N형 에피택시어층(14)과 P+형 확산층(16) 사이의 접합 용량을 감소시킬 필요가 있다.
한편, 응답속도를 감소시키지 않기 위해서는, 분할 포토다이오드의 분할부 근방에 N+형 확산층(13)을 형성할 필요가 있다. 예컨대, 각각 약 100㎛의 측면들을 가진 정방형 분할 포토다이오드에서는, N형 에피택시얼층(14)의 비저항이 3Ωm, P형 실리콘기판의 비저항이 40Ωcm라 하면, N형 에피텍시얼층(14)과 P+형 확산층(16) 사이의 접합 용량은 약 0.63pF(역바이어스 약 2.5V)이고 N+형 확산층(13)과 P형 실리콘기판(1!) 사이의 접합 용량은 약 0.25pF(역바이어스 약 2.5V)이다. 따라서, N형 에피택시얼층(14)과 P+형 확산층(16) 사이의 접합 용량이 소거되면, 즉 P+형 확산층(16)이 형성되지 않으면 접합 용량이 효과적으로 감소될 수 있다.
그러나, 제14(b)도에 도시된 분할 포토다이오드(PD30a)에서와 같이, N+형 확산층(13a)이 형성되고, 그 확산층(13a)상에 P+형 확산층(16)이 형성되지 않는 경우에, N+형 확산층(13a)을 우회하여 P형 실리콘기판(11)을 향해 확산에 의해 이동한다. 따라서, N+형 확산층(13a)상에서 발생하는 광캐리어는 N+형 확산층(13a)을 형성함으로써 그의 응답 특성이 열화되는 것으로 밝혀졌다.
한편, 제14(c)도에 도시된 바와같이, N+형 확산층(13)상에 형성된 P+형 확산층(16)이 N+형 확산층(13)상의 N형 에피택시얼층(14)에서 발생된 광캐리어를 흡수함에 의해 그의 응답 특성을 개선할 수 있는 것으로 알려졌다. 따라서, P+형 확산층(16)은 N+형 확산층(13)을 피복하도록, 즉 P+형 확산층(16)이 제거될 수 없도록 형성되는 것이 중요한 것으로 밝혀졌다.
따라서, 응답속도를 감소시키지 않고 P+형 확산층(16)의 크기를 감소시키기 위해서는 N+형 확산층(13)의 형성영역을 최소화하고 P+형 확산층(16)이 N+형 확산층(13)을 피복하도록 형성됨이 중요한 것으로 밝혀졌다.
이하, 상기한 본 발명의 착안점을 고려하면서, 본 발명의 실시예들에 대해 설명한다.
[실시예 1]
제1(a)도 및 제1(b)도는 본 발명의 실시예 1의 회로내장수광소자에 내장된 분할 포토다이오드의 구조를 나타내며: 제1(a)도는 분할 포토다이오드의 평면도이고, 제1(b)도는 제1(a)도의 1a-1a선을 따라 취해진 단면도이다. 제2도는 실시예 1의 회로내장수광소자의 구성을 나타낸 단면도이고, 상기 분할 포토다이오드의 단면 구조와 함께, 회로내장수광소자에 내장된 신호처리회로의 회로소자의 단면 구조를 나타내고 있다.
상기 도면들에서, 반사방지막으로서의 실리콘산화막 또는 실리콘질화막 및 메탈 처리 공정 이후의 공정에 의해 형성될 구조, 예컨대 다층배선, 보호막등은 생략되었다.
도면들에서, PD1은 이 실시예의 회로내장수광소자(101)에 내장된 4분할 포토다이오드이며, P형 실리콘기판(1)상에 N형 에피택시얼층(4)이 형성된다. 상기 기판(1)과 N형 에피택시얼층(4) 사이의 경계영역에는, 선택적으로 P+형 매립 확산층(2)이 형성된다. N형 에피택시얼층(4)의 표면영역에는, P+형 분리확산층(5)이 P+형 매립 확산층(2)에 도달하도록 형성된다. 또한, 에픽택시얼층(4)은 P+형 매립 확산층(2) 및 그 확산층(2)과 연계된 P+형 분리 확산층(5)에 의해 다수의 N형 에픽택시얼 영역(4a)로 분할된다. 분할된 각각의 N형 에피택시얼 영역(4a)과 그의 하측의 기판(1) 영역에 의해 신호광을 검출하는 광검출 포토다이오드부(PDa, PDb, PDc, PDd)가 형성된다. 상기 4분할 포토다이오드(PD1)는 상기 광검출 포토다이오드부(PDa-PDd)로 구성되어 있다.
또한, 분할 포토다이오드(PD1)에서는, 각각의 광검출부(PDa-PDd)를 구성하는 P형 기판(1) 여역의 분할 포토다이오드(PD1)의 분할부(B) 근방에만 N+형 매립 확산층(3)이 형성된다. 또한, 상기 분할부(B)로서 작용하는 P+형 확산층(5)을 포함하는 N형 에피택시얼영역(4a)의 표면영역에는 분할부(B) 근방의 N+형 매립 확산층(3)의 상부 부분을 피복하도록 P+형 확산층(6)이 형성된다.
또한, 회로내장수광소자(101)에는, 제2도에 도시된 바와같이 분할 포토다이오드(PD1)가 형성되어 있는 영역에서 전기적으로 분리된 N형 에피택시얼층(4)의 영역에 광전변환신호를 처리하는 신호처리회로(SC)를 구성하는 회로 소자로서, 예컨데 NPN 트랜지스터(Ta) 및 수직형 PNP 트랜지스터(Tb)가 형성된다. 상기 N형 에피택시얼층(4)의 표면에는 실리콘 산화막, 실리콘 질화막 등의 반사방지막이 형성되지만, 그 막은 도면에 도시되어 있지 않다. 제1(a)도에서, x는 분할부(B)의 길이방향에 대해 수직한 방향의 P+형 확산층(6)의 폭을 나타낸다.
다음, 분할 포토다이오드(PD1)의 제조 방법에 대해 설명한다.
제3(a)도 내지 제3(c)도는 회로내장수광소자(101)의 분할 포토다이오드부를 제조하기 위한 주요 공정들을 순서대로 나타낸 단면도들이다.
먼저, 제3(a)도에 도시된 바와같이, P형 실리콘기판(1)의 표면 영역의 분할 포토다이오드의 분할부로 될 영역 및 분할 포토다이오드를 다른 소자들로부터 분리하기 위한 영역에 P+형 매립 확산층(2)이 형성되며, 상기 기판(1)의 광검출부가 형성될 영역들의 분할부 근방에만 N+형 매립 확산층(3)이 형성된다.
다음, 제3(b)도에 도시된 바와같이, P형 실리콘기판(1)상의 전면에 N형 에피택시얼층(4)을 성장시킨후, N형 에피택시얼층(4)의 표면에서 불순물이 확산됨에 의해, N형 에피택시얼층(4) 표면 영역의 P+형 매립 확산층(2)에 대응하는 영역들에 P+형 확산층(5)이 형성된다. 상기 분할 포토다이오드의 분할부(B)는 이러한 방식으로 형성된다.
이어서, 제3(c)도에 도시된 바와 같이, N형 에피택시얼층(4)의 표면영역의 수평 방향으로 분할부를 사이에 둔 양측 및 분할부(B)로서 작용하는 영역에 P+형 확산층(6)이 형성되어 N+형 매립 확산층(3)의 상부 부분을 피복한다. 상기 방식으로 제1(a)도 및 제1(b)도에 도시된 4분할 포토다이오드(PD1)이 얻어진다.
또한, 수광소자(101)의 신호처리회로(SC)를 구성하는 회로 소자들(제2도 참조)이 통상의 바이폴라 IC 프로세스에 의해 P형 실리콘기판(1)상에 형성된다.
이하, 상기 회로 소자의 제조 프로세스를 제2도를 참조하여 간단하게 설명한다. 여기에서는, 예시적인 회로 소자로서, NPN 트랜지스터(Ta) 및 수직형 PNP 트랜지스터(Tb)가 도시되어 있다.
먼저, P형 실리콘기판(1)에 소자분리를 위한 P웰(51)이 형성된다. 이어서, 상기 P웰(51)의 표면에 NPN 트랜지스터(Ta)의 콜렉터 저항을 감소시키도록 고농도의 N+형 매립 확산층(52a)이 형성된다. 또한, 수직형 PNP 트랜지스터(Tb)가 형성될 영역에 N+형 매립 확산층(52b)이 형성된다. 또한, 기판(1)의 표면에 각 소자 분리를 위해 고농도를 가진 P+형 매립 확산층(53)이 형성되고 동시에 PNP 트랜지스터(T6)의 콜렉터저항을 감소시키도록 고농도를 가진 P+형 매립 확산층(53b)이 형성된다.
그후, N형 에피택시얼층(4)이 형성되고, NPN 트랜지스터(Ta)의 콜렉터 저항을 감소시키기 위한 N웰(55a) 및 PNP 트랜지스터(Tb)의 N형 베이스 확산층(55b)을 형성하며, 각 소자를 분리하기 위해 고농도를 가진 P+형 매립 확산층(54)이 형성된다.
또한, N웰(55a)상에 NPN 트랜지스터(Ta)용 P형 베이스 확산층(56a)이 형성되고, 동시에 NPN 트랜지스터의 N형 베이스 확산층(55b)의 표면상에 P형 에미터 확산층(56b)이 형성된다.
마지막으로, NPN 트랜지스터(Ta)의 P형 베이스 확산층(56a)의 표면 영역에 에미터 확산층(57a)이 형성되어, 신호 처리회로(SC)를 구성하는 회로 소자를 얻는다. 여기에서, N형 에피택시얼층(4), P+형 매립 확산층(53) 및 P+형 분리 확산층(54)은 분할 포토다이오드가 형성될 영역에 N형 에피택시얼층(4), P+형 매립 확산층(2) 및 P+형 분리 확산층(3)을 형성하기 위한 동일 공정에 의해 형성된다.
상기한 구성을 가진 실시예 1의 회로내장수광소자(101)에서는, 분할 포토다이오드(PD1)에서의 N+형 확산층(3)과 P+형 확산층(6)의 영역들이 제12도에 도시된 종래의 분할 포토다이오드 구조에 비해 소형이므로, 분할 포토다이오드의 용량이 감소될 수 있다. 따라서, 상기 분할 포토다이오드에 의해 얻어진 광전변환신호의 고주파 노이즈 레벨을 감소시킬 수 있다.
또한, N+형 매립 확산층(3)이 P+형 매립 확산층에 의해 구성된 분할부 근방에 위치하므로, 분할부에서의 응답 속도가 저하됨을 방지하는 조건을 만족시키게 된다. 즉, 고응답 특성을 요구하는 RF 신호를 독출하도록 광신호가 조사되는 분할부의 구조가 제12도에 도시된 것과 거의 동일하다. 따라서, 분할부(PD1)의 응답 속도가 제12도에 도시된 종래 구조를 가진 분할 포토다이오드에 비해 열화되지 않는다.
이 방식으로, 종래 분할 포토다이오드의 경우에 비해 분할 포토다이오드의 응답 특성을 열화시키지 않고 고주파 노이즈 레벨을 감소시키는 구조가 얻어질 수있다.
[실시예 2]
제4도는 본 발명의 실시예 2의 회로내장수광소자를 설명하는 평면도이고, 상기 회로내장수광소자에 내장되는 분할 포토다이오드를 나타내고 있다.
상기 도면에서, PD2는 실시예 2의 회로내장수광소자에 내장되는 분할 포토다이오드이다. 상기 분할 포토다이오드(PD2)에서는, 실시예 1의 분할 포토다이오드(PD1)의 N+형 확산층(3)의 상부 부분을 피복하도록 그 N+형 확산층(3)상에 형성된 P+형 확산층(6)(제1(a)도에 도시됨) 및 분할부(B)의 전체 및 그의 근방에 형성된 N+형 확산층(3)(제1(a)도에 도시됨) 대신에, 상기 확산층들보다 면적이 작은 N+형 확산층(3a) 및 P+형 확산층(6a)이 형성된다.
더 구체적으로, 실시예 2의 분할 포토다이오드(PD2)는, 포커싱후 RF 신호를 독출하도록 신호광이 조사되는 영역, 예컨대 빔 직경 약 50㎛Φ정도의 신호광이 조사되는 범위내의 영역에만 형성되는 P+형 확산층(6a) 및 P형 실리콘기판(1)상의 분할부(B) 근방에, 그의 평면 패턴이 상기 P+형 확산층(6)의 평면 패턴보다 크지 않도록 형성된 N+형 확산층(3a)를 포함한다. 그 외의 분할 포토다이오드(PD2)의 구성은 실시예 1의 분할 포토다이오드(PD1)의 구성과 동일하다.
다음, 분할 포토다이오드(PD2)에 의해 얻어지는 작용 효과에 대해 설명한다.
본 발명의 목적중 하나는 제12도에 도시된 종래의분할 포토다이오드(PD30)의 구조에 비해 응답특성을 열화시키지 않고, 분할 포토다이오드의 용량을 감소시킴에 의해 고주파 노이즈 레벨을 감소시키는 구조를 제공하는 것이다.
본 발명자가 제12도의 분할 포토다이오드(PD30)의 구조의 특징인 N+형 확산층(13)과 P+형 확산층(16)을 구비함에 의해 얻어지는 효과에 대해 분석한 결과, N+형 확산층(13)은 분할 포토다이오드의 분할부 근방에 형성하고, 또한 N+형 확산층(13)을 피복하도록 P+형 확산층(16)을 형성함이 중요한 것으로 밝혀졌다.
실시예 1 에서는 이 사실을 고려하여, 분할부의 근방에만 N+형 확산층(3)을 형성하고, P+형 확산층(6)을 N+형 확산층(3)을 피복하도록 형성하였지만, 실시예 2에서는, 상기 분석을 더욱 정밀하게 행하여, 응답특성을 저하시키지 않고 N+형 확산층(3a)과 P+형 확산층(6a)을 작게 형성함에 의해, 분할 포토다이오드의 용량을 감소시키고 고주파 노이즈 레벨을 감소시키려는 것이다.
먼저, N+형 확산층(3)은 분할부(B) 근방에 형성하는 것이 절대적으로 필요하다. 또한, N+형 확산층(3)을 형성하는 영역에서는, P형 실리콘기판(1)과 N+형 확산층(3) 사이의 접합 레벨이 N+형 확산층(3)을 형성하지 않는 영역에 비해 깊게 된다. 이 경우, N+형 확산층(3)의 하부에 발생하는 광캐리어가 P형 실리콘기판(1)과 N+형 확산층(3) 사이의 접합영역을 향한 확산에 의해 이동하지만, 접합 레벨이 깊게 됨에 의한 확산에 의해, 이동하는 거리가 짧게 되어, 분할부 이외에서도 응답특성이 향상되는 효과가 발생되는 것으로 밝혀졌다.
즉, N+형 확산층(3)을 형성함에 의해 얻어지는 응답 속도의 향상에 기여하는 효과에 대해서는, 분할부의 하방에서 발생하는 광캐리어가 분할부를 우회하여 확산이동하는 경우의 확산이동거리가 짧게되는 효과, 및 P형 실리콘기판과의 접합 레벨이 깊게 됨으로써 분할부하의 영역 이외에서 발생하는 광캐리어가 이동하는 경우의 확산 이동 거리가 짧게되는 효과가 얻어지게 된다. 그런, 후자의 효과는 전자의 효과에 비해, 응답 속도에 대한 영향이 작게된다.
이상의 분석에 따라, 응답속도를 감소시키지 않고 N+형 확산층(3) 또는 N+형 확산층(6)을 가능한한 작게하기 위해 N+형 확산층(3) 또는 P+형 확산층(6)의 요구되는 최소한의 사이즈가 검토되었다.
더 구체적으로, 광픽업에 사용되는 분할 포토다이오드에서는, 먼저, 디스크에 대해 신호검출용광의 초점을 맞추어야 한다. 제11(b)도, 제11(c)도에 도시된 바와같이 신호검출용 광의 초점이 맞추어지지 않은 상태에서는, 디스크에 의해 반사된 신호광의 빔은 분할 포토다이오드의 분할부에 떨어진 장소에도 충돌하기 때문에, 분할 포토다이오드는 어느 정도의 크기가 필요하게 된다. 따라서, 이 상태를 검출하는 포커스신호의 응답속도가 느리게 된다.
역으로, 신호검출용광의 초점이 디스크상에 맞추어지고 RF신호를 독출할 수 있는 상태에서, 분할 포토다이오드에서의 응답속도가 고속일 필요가 있는 부분에만 신호광이 조사된다. 제11(a)도에 도시된 바와같이, 신호광을 분할 포토다이오드의 극히 일부 영역에만 조사된다. 즉, RF 신호를 독출하는 경우의 응답 속도를 전혀 감소시키지 않기 위해서는, 신호가 조사되는 영역상에 N+형 확산층(3) 및 P+형 확산층(6)에 의한 다음의 3가지 효과가 얻어져야 한다.
제 1 효과는 분할부에서 발생한 광캐리어가 분할부를 우회하여 이동하는 경우의 확산 이동거리가 N+형 확산층(3)에 의해 단축되는 효과이다. 제 2 효과는 N+형 확산층(3)과 P형 실리콘기판(1) 사이의 접합 레벨이 깊게되어 분할부 이외에서 발생한 광캐리어의 확산 이동 거리가 짧아지게 되는 효과이다. 제 3 효과는 N+형 확산층(3)의 상부 부분을 피복하도록 형성되는 P+형 확산층(6)에 의해, N형 에피택시얼층(4)에서 발생하는 광캐리어가 흡수되는 효과이다.
따라서, RF신호를 독출하는 경우에 신호광이 조사되고 고속응답성이 필요하게 되는 분할 포토다이오드의 전체 영역에 걸쳐 N+형 확산층(3)이 형성될 필요가 있고, N+형 확산층(3)의 상부 부분을 피복하도록 P+형 확산층(6)을 형성할 필요가 있다.
상기한 관점에서, 실시예 2에서는, RF신호를 독출하는 경우에 신호광이 조사되고 고속응답성이 필요한 분할 포토다이오드의 영역하에서만 N+형 확산층(3a)과 P+형 확산층(6a)을 형성하기 때문에, 실시예 1에 비해, N+형 확산층(3a)과 P+형 확산층(6a) 양방의 접합영역이 감소될 수 있고 접합 용량도 감소시킬 수 있게된다. 그 결과, 고주파 노이즈 레벨을 더욱 감소시킬 수 있는 장점이 제공된다.
또한, RF 신호 독출시에 신호광이 조사되는 분할 포토다이오드의 영역의 N+형 확산층(3a)과 P+형 확산층(6a)에 의한 상기한 제 1 내지 제 3 효과가 얻어지기 때문에, 응답 소곧의 감소를 방지할 수 있다.
[실시예 3]
다음, 본 발명의 실시예 3의 회로내장수광소자의 분할 포토다이오드에 대해 설명한다.
실시예 3의 분할 포토다이오드에서는, 실시예 2의 N+형 확산층(3a)(즉, 제 2도전형의 제 2 반도체층)은 신호광으로 조사되는 분할부 근방에만 형성되어 제조과정의 설계룰에 합치하는 최소 사이즈의 패턴을 가지며, P+형 확산층(6a)(즉, 제 1 도전형의 제 2 반도체층)은 N+형 확산층(3a)의 상부 부분을 피복하도록 형성된다. 실시예 3의 분할 포토다이오드의 나머지 부분은 실시예 1 또는 2의 분할 포토다이오드의 구조와 동일하다.
다음, 실시예 3의 분할 포토다이오드에 의해 얻어지는 작용 효과에 대해 설명한다.
N+형 확산층(3a)을 형성함에 의해 얻어지는 응답속도에 대한 효과들중, P형 실리콘기판과 P+형 확산층 사이의 깊은 접합 레벨 때문에 분할부 이외의 영역에서 발생하는 광캐리어의 확산 이동거리가 짧아지는 효과는, 분할부에서 발생한 광캐리어가 분할부를 우회하여 이동하는 경우의 확산 이동 거리가 짧게되는 효과에 비해 응답속도의 증가에 대한 공헌도가 작게된다. 따라서, 두가지의 효과(즉, 전자의 응답속도에 관한 효과와 상기 N+형 확산층(3a) 및 P+형 확산층(6a)의 크기를 더욱 작게하여 얻어지는 고주파 노이즈 레벨의 감소 효과)중 우선시해야 할 것에 대해서는 선택의 여지가 있다.
더 구체적으로, 실시예 2의 N+형 확산층(3a)보다 작은 크기로 N+형 확산층(3a)이 형성되면, 신호광이 조사되고 N+형 확산층(3a)이 존재하지 않는 영역에서는, P형 실리콘기판(1)의 P-N 접합레벨이 깊게되지 않고 분할부 이외의 영역에서 발생되는 광캐리어의 확산 이동 거리가 짧아지지 않게 된다. 그 결과, 상기 영역에서 응답속도가 감소된다. 그러나, 이 경우에, N+형 확산층(3a)의 면적이 더욱 감소될 수 있고 N+형 확산층(3a)에 대응하도록 형성될 P+형 확산층(6a)의 면적도 더욱 감소될수 있다. 따라서, 분할 포토다이오드의 용량이 감소될 수 있고 고주파 노이즈 레벨이 더욱 감소될 수 있다.
따라서, 실시예 3의 구조는 제12도에 도시된 구조에 비해 응답속도가 약간 감소될 수 있지만, 그보다는 고주파 노이즈의 레벨의 감소가 더 중요한 경우에 적합한 단점을 가진다.
더 구체적으로, 실시예 3에서는, 고응답속도를 필요로 하는 RF신호 독출시에 신호광이 조사되는 분할부, 및 그 근방에만 N+형 확산층(3a)이 형성되어 제조 과정의 설계룰에 합치하는 최소 사이즈로 되며, 이와같이 형성된 N+형 확산층(3a)의 상부 부분을 피복하도록 P+형 확산층(6a)이 형성된다. 이러한 구조에서는, N+형 확산층(3a)과 P+형 확산층(6a)의 사이즈가 최소화되므로, 분할 포토다이오드의 용량도 최소화되고 고주파 노이즈 레벨도 크게 감소한다. 그러나, 한편으로는, RF신호독출시에 신호광이 조사되고 고속 응답특성이 요구되는 분할 포토다이오드의 영역이 신호광의 빔 직경보다 작게 되므로, 분할부를 제외하고 신호광이 조사되는 영역내에 N+형 확산층(3a)이 형성되지 않는 영역들이 존재한다. 그 영역들에서는, 얕은 레벨에 P-N접합이 위치하며 P형 실리콘기판(1)에서 발생하는 광캐리어의 확산 이동 거리가 길게되어, 응답속도가 어느 정도 감소하게 된다. 그럼에도 불구하고, 제10(a)도 및 제10(b)도에 도시된 바와같은 종래 구조를 가진 분할 포토다이오드(PD20)에 비해서는 충분하게 높은 응답 속도를 확보할 수 있게 된다.
[실시예 4]
제5도는 본 발명의 실시예 4의 회로내장수광소자에 내장된 분할 포토다이오드의 단면도이며, 제1(b)도에 도시된 분할 포토다이오드의 단면부에 대응하는 부분을 나타내고 있다. 산화막, 질화막 및 메탈 공정 이후의 공정에 의해 형성된 구조, 예컨대 다층배선, 보호막등은 제5도에서 생략되었다.
상기 도면에서, PD4는 실시예 4의 회로내장수광소자에 내장된 4분할 포토다이오드이며, P형실리콘기판(1)상에 N형 에피택시얼층(4)이 형성된다. 기판(1)과 N형 에피택시얼층(4) 사이의 경계영역에서는, 선택적으로 P+형 매립 확산층(2)이 형성된다. N형 에피택시얼층(4)의 표면영역에서는, P+형 분리확산층(5)이 P+형 매립 확산층(2)에 도달하도록 형성된다. 또한, N형 에피택시얼층(4)은 P+형 매립 확산층(2) 및 그 확산층(2)과 연계된 P+형 분리 확산층(5)에 의해 다수의 N형 에피택시얼영역(4a)으로 분할된다. 분할된 각각의 N형 에피택시얼 영역(4a)과 그의 하측의 기판(1) 부분에 의해 신호광을 검출하는 광검출 포토다이오드부(PDa, PDb, PDc, PDd)가 형성된다. 제5도에 도시되지 않았지만, 제1(a)도 및 제4도에 도시된 광검출 포토다이오드부(PDa, PDb)도 기판(1)상에 형성된다. 상기 4분할 포토다이오드(PD4)는 상기 광검출 포토다이오드부(PDa-PDd)로 구성되어 있다.
또한, 분할 포토다이오드(PD4)에서는, 각각의 광검출부(PDa-PDd)를 구성하는 N형 에피택시얼 영역(4a)의 N형 에피택시얼층(4)의 표면에서의 불순물의 확산에 의해 N형 에피택시얼영역(4a)보다 고농도를 가진 N형 확산층(7)이 형성된다.
다음, 분할 포토다이오드(PD4)의 제조 방법에 대해 설명한다.
먼저, 제6(a)도에 도시된 바와같이, P형 실리콘기판(1)의 표면 영역의 분할 포토다이오드의 분할부(B)로 될 영역 및 광검출 포토다이오드를 다른 소자들로부터 분리하기 위한 영역에 P+형 매립 확산층(2)이 형성된다. 이어서, 제6(a)도에 도시된 바와같이, P형 실리콘기판(1)상의 전면에 N형 에피택시얼층(4)을 성장시키고, N형 에피택시얼층(4)의 표면에서 불순물을 확산시킴에 의해, N형 에피택시얼층(4) 표면영역의 P+형 매립 확산층(2)에 대응하는 영역들에 P+형 확산층(5)이 형성된다. 상기 분할 포토다이오드의 분할부(B)는 이러한 방식으로 형성된다.
다음, 제6(c)도에 도시된 바와같이, 각각의 분할된 광검출 포토다이오드부로서 작용하는 N형 에피택시얼 영역(4a)의 표면에서 불순물이 확산되어, N형 에피택시얼 영역(4a)보다 고농도를 가진 N형 확산층(7)을 형성한다.
상기한 방식으로 제5도에 도시된 구조를 가진 분할 포토다이오드(PD4)가 얻어진다. 또한, 이 실시예의 회로내장수광소자의 신호처리회로(도시안됨)는 실시예 1에서 기술된 바와같이 공통 바이폴라 IC 프로세스에 의해 P형 실리콘기판(1)상에 형성된다.
다음, 이 실시예에서 얻어질 작용 효과에 대해 설명한다.
예컨대, DVD(디지탈 비디오 디스크)용 광픽업에서는, 발광소자로서 사용되는 반도체 레이저 장치에 의해 방사되는 레이저빔의 파장이 종래의 CD-ROM용 광픽업에서 발광소자로서 사용되는 반도체 레이저장치에 의해 방사되는 레이저빔의 파장보다 짧게된다. 더 구체적으로, CD-ROM용 광픽업에서는 반도체 레이저장치에 의해 방사되는 레이저빔의 파장이 780nm임에 비해, DVD용 광픽업에서는 반도체 레이저장치에 의해 방사되는 레이저빔의 파장이 650nm으로 된다.
이는 DVD용 광픽업에서는 회로내장수광소자로 입사되는 신호광의 침입깊이(즉, 회로내장수광소자를 관통하는 신호광의 거리)가 얕게 되고, RF신호를 독출하기 위한 반도체레이저의 빔이 분할 포토다이오드상에 조사될 때, 깊은 레벨에서 발생하는 광캐리어가 작게됨을 의미한다. 이 경우, 실시예 1의 분할 포토다이오드(PD1)의 N+형 확산층(3)을 형성하여도, 분할부(B) 주위로의 광캐리어의 우회에 의한 응답속도의 지연이 감소한다. 이 때문에, 분할 포토다이오드에 조사되는 신호광의 파장이 짧은 광픽업에서는 분할 포토다이오드의 분할부 근방에 N+형 확산층(3)을 형성할 필요가 없고, 또한 N+형 확산층(3)을 피복하는 P+형 확산층(6)을 형성할 필요도 없다.
그 결과, 실시예 1의 분할 포토다이오드에서의 N+형 확산층(3) 및 P+형 확산층(6)을 제외한 구조는, 제10(a)도 및 제10(b)도에 도시된 종래의 분할 포토다이오드(PD20)와 동일한 구조로 되지만, 이 구조에서는 접합 용량이 작게되고, 고주파 노이즈 레벨에 관한 문제도 없게된다. 그런, 신호광의 파장이 짧은 경우, N형 에피택시얼층(4)내에서 발생하는 광캐리어가 많고 N형 에피택시얼층(4)내를 확산 이동하는 광캐리어 성분이 많기 때문에 충분한 응답속도가 얻어질 수 없다.
따라서, 실시예 4에서는, N형 에피택시얼 영역(4a)내에 제6(c)도와 같은 불순물의 확산에 의해 상기 영역(4a)보다 고농도의 N형 확산층(7)을 형성하고, 그 층(7)의 내장전계에 의해 N형 에피택시얼 영역(4a)내에서 발생하는 광캐리어를 가속시킴으로써 의해 고속화를 실현하고 있다.
또한, N형 확산층(7)을 형성하여도 새로운 PN접합이 발생되지 않으며 따라서 접합용량이 변화하지 않는다. 따라서, 실시예 4에서는 실시예 1 또는 3의 구조에 비해 분할 포토다이오드의 접합용량이 더 작고 고주파 노이즈 레벨이 더 낮아진다.
선택적으로, N형 확산층(7)이 신호처리회로부에 형성된 수직형 PNP트랜지스터의 베이스영역(55b)(제2도 참조)을 형성하기 위한 동일 제조 공정중에 형성될 수 있다. 이 경우에, N형 확산층(7)의 위치가 더 깊게 되지만, 공정수를 증가시킬 필요가 없다.
또한, N형 확산층(7)이 더 깊은 레벨에 형성되는 경우(제8(b)도 참조), N형 확산층(7)이 얕은 레벨에 형성되는 경우(제7(b)도 참조)에 비해 홀에 대한 포텐셜이 편평한 평탄부(B)가 더 짧게된다(제7(a)도 및 제8(a)도 참조). 제7(a)도 및 제8(a)도의 농도 구배로 인한 포텐셜의 경사부(A)에서는 포텐셜의 경사에 의해 발생되는 내장전계에 의해 광캐리어가 드리프트되어 그이 이동도가 가속된다. 한편, 포텐셜이 평탄한 평탄부(B)에서는, 포텐셜의 경사에 의한 내장전계가 없기 때문에, 광캐리어가 확산만으로 이동하게 되어, 이동도가 느리게 된다. 이는 더 깊은 레벨에 N형 확산층(7)이 형성되면, 포텐셜이 평탄하고 캐리어의 이동도가 늦게되는 평탄부(B)의 길이가 짧아질 수 있음을 의미한다. 그 결과, 확산 전류의 관점에서 응답속도도 개선될 수 있다. 제7(a)도 및 제8(a)도는 각각 제7(b)도의 광검출 포토다이오드부의 b1-b1′선 및 제8(b)도의 광검출 포토 다이오드부의 b2-b2'선에서 측정된 홀에 대한 포텐셜 분포를 나타낸다.
상기한 바와같이, N형 확산층(7)은 신호처리회로부에 형성된 수직형 PNP 트랜지스터의 베이스영역(55b)(제2도 참조)와 동일 공정에서 형성할 수도 있지만, 이와 다르게, 상기 N형 확산층(7)은 얕은 레벨로 확산하며 NPN트랜지스터의 에미터로 되는 N형 확산층과 동일 공정에서 형성된 제 1 N형 확산층과, 깊은 레벨로 확산하는 수직형 PNP트랜지스터의 베이스영역으로 되는 N형 확산층과 동일 공정에서 형성된 제 2 N형 확산층이 중첩되는 구조로 될 수 있으며, 이 경우에도 상기한 바와 동일한 효과가 얻어질 수 있다.
[실시예 5]
제9도는 본 발명의 실시예 5의 회로내장수광소자에 내장되는 분할 포토다이오드를 나타낸 단면도이고, 제1(b)도에 도시된 분할 포토다이오드의 단면부에 대응하는 부분을 나타낸다. 산화막, 질화막 및 메탈 공정 이후의 공정에 의해 형성된 구조 예컨대 다층 배선, 보호막등은 제9도에서 생략되었다.
상기 도면에서, PD5는 실시예 5의 분할 포토다이오드이며, 이는 실시예 2의 분할 포토다이오드(PD2)의 N+형 확산층(3a)이 생략되어 있는 것이다. 다른 구성은 실시예 2와 동일하다.
다음, 이 실시예에서 얻어지는 작용 효과에 대해 설명한다.
상기 구조를 가진 분할 포토다이오드(PD5)는 실시예 4에서와 마찬가지로 광픽업의 발광소자로서 사용되는 반도체 레이저장치에 의해 방사되는 레이저빔의 파장이 짧은 경우에 효과적인 구조이다. 그 이유는 다음과 같다. 사용되는 반도체 레이저장치에 의해 방사되는 레이저빔의 파장이 짧은 경우, 회로내장수광소자로 입사되는 대한 신호광의 침입깊이(즉, 회로내장수광소자를 관통하는 신호광의 길이)가 보다 얕게 되고, RF신호를 독출하기 위한 반도체 레이저장치에 의해 방사되는 레이저빔의 빔이 분할 포토다이오드상에 조사될 때, 분할 포토다이오드의 수광표면의 깊은 레벨에서 발생하는 광캐리어가 작게되고, N+형 확산층(3a)를 형성하지 않더라도, 분할부에서의 광캐리어의 우회에 의한 응답속도의 지연이 발생되지 않는다. 이때문에 N+형 확산층(3a)을 분할부 근방에 형성되더라도 응답속도는 지연되지 않고, P+형 확산층(6a)을 형성할 필요도 없게된다.
P+형 확산층(6a)이 형성되지 않으면, N형 에피택시얼층(4)의 얕은 레벨에서 발생되는 광캐리어는 P형 실리콘기판(1)과 N형 에피택시얼층(4) 사이의 접합 확산에 의해 이동된다. 이에 대해, P+형 확산층(6a)을 형성하는 경우에는, 발생된, 광캐리어가 P형 실리콘기판(1)과 N형 에피택시얼 영역(4a) 사이의 접합과, P+형 확산층(6a)과 N형 에피택시얼 영역(4a) 사이의 접합중 가까운 쪽으로 확산에 의해 이동한다. 이 때문에, N+형 확산층(6a)을 형성하지 않는 경우에 비해, 발생되는 광캐리어의 확산 이동 거리가 짧게되어, 응답속도를 개선시킬 수 있다.
따라서, 사용되는 반도체 레이저 장치에 의해 방사되는 레이저빔의 파장이 짧은 경우에는, N+형 확산층(3a)을 형성하지 않고 P+형 확산층(6a)을 형성하는 구조가 응답속도 및 접합용량의 관점에서 양호하게 되는 것으로 이해할 수 있다. 그럼에도 불구하고, P+형 확산층(6a)을 형성하면, P+형 확산층(6a)과 N형 에피택시얼 영역(4a) 사이의 접합용량에 의해 분할 포토다이오드의 용량이 증가하며, 고주파 노이즈 레벨이 증가한다.
따라서, 분할 포토다이오드의 신호광이 조사되는 부분의 응답속도가 상기한 바와같이 개선될 수 있는 조건을 만족함과 동시에, P+형 확산층(6a)을 그의 면적이 가장 작게 되도록 형성할 필요가 있다.
이들 관점들로부터, 사용되는 레이저 장치에 의해 방사되는 레이저 빔의 파장이 짧은 경우에는, 실시예 2에서 설명한 바와 같이 RF신호를 독출할 때 신호광이 조사되고 고속 처리될 필요가 있는 분할 포토다이오드의 영역에만, P+형 확산층(6a)을 형성하는 것으로 충분하게 된다.
따라서, 제9도에 도시된 실시예 5의 분할 포토다이오드(PD5)에서는 실시예 4의 구조에 비해, 고주파 노이즈 레벨면에서는 열악하지만, 실시예 4의 구조와 마찬가지로 제10(a)도 및 제10(b)도에 도시된 종래의 구조의 분할 포토다이오드(PD20)에 비해서는 응답속도를 개선시키는 효과가 있다.
[발명의 효과]
상기한 바와같이, 본 발명의 일 양태에 따르면, 분할 포토다이오드는 제 1 도전형의 반도체기판상의 분할부 근방에만 제 2 도전형의 제 2 반도체층이 형성되도록 구성되고 상기 제 1 도전형의 제 2 반도체층이 제 2 도전형의 제 2 반도체층의 상부 부분을 피복하도록 형성된다. 따라서, 종래의 분할 포토다이오드에 비해, 접합 영역이 감소될 수 있다. 이에 따라, 접합 영역이 감소되면 접합 용량 및 고주파수 노이즈 레벨이 감소된다. 또한, 본 발명의 분할 포토다이오드에서는, 신호광이 조사되고 고속의 응답속도가 요구되는 분할부 근방에, 분할부를 우회하여 확산하는 광캐리어의 확산 이동 거리를 짧게하도록 제 2 도전형의 제 2 반도체층이 형성되기 때문에, 분할부에서의 응답속도의 감소가 방지될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는, 고속 응답 특성을 요구하는 RF 신호 독출을 위한 신호광이 실제로는 분할부의 전체 영역으로 조사되지 않는다. 따라서, 신호광으로 조사되는 분할부 및 그 근방에만, 신호광의 빔직경과 동일한 영역상에, 광캐리어를 흡수하기 위한 제 1 도전형의 제 2 반도체층을 형성하고, 광캐리어의 확산 이동 거리를 짧게 하기 위한 제 2 도전형의 제 2 반도체층을 분할부 근방에만, 상기 제 1 도전형의 제 2 반도체층보다 크지 않도록 형성함에 의해, 분할 포토다이오드의 접합 영역이 더욱 감소될 수 있고 따라서 그의 용량도 감소될 수 있다. 따라서, 용량을 감소시킴에 의해 고주파 노이즈 레벨도 감소시킬 수 있다.
또한, 고속 응답 특성을 요구하며, 신호광이 실제로 충돌하는 영역에는, 종래의 분할 포토다이오드에서와 같이, 제 2 도전형의 제 2 반도체층이 분할부 근방에 배치되도록 형성된다. 따라서, 광캐리어가 분할부를 우회함에 의한 지연이 방지될 수 잇고 응답 속도의 감소가 방지될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에서는, 신호광이 조사되는 분할부의 근방에만 제 2 도전형의 제 2 반도체층이 제조 프로세스의 설계률에 합치하는 최소 사이즈를 만족하는 평면 패턴을 가지도록 형성되며, 상기 제 2 도전형의 제 2 반도체층을 피복하도록 제 1 도전형의 제 2 반도체층이 형성된다. 따라서, 접합 영역이 더욱 감소될 수 있어서, 분할 포토다이오드의 용량 및 고주파 노이즈 레벨이 더욱 감소될 수 있다. 이 경우에, 신호광이 조사되는 영역은 제 1 도전혀의 제 2 반도체층 및 제 2 도전형의 제 2 반도체층이 형성되지 않은 영역을 포함하므로, 응답 속도가 어느 정도 감소된다. 그러나, 반도체층들을 포함하지 않는 구조에 비해, 상기한 구조는 응답 속도면에서도 우수하다. 따라서, 고주파 노이즈 레벨을 감소시키는 것이 절대적인 경우에는, 상기 구조가 충분하게 유용하다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 제 2 도전형의 제 1 반도체층의 표면에서 불순물을 확산시킴에 의해 제 2 도전형의 제 3 반도체층이 형성된다. 따라서, 제 2 도전형의 제 3 반도체층의 농도 구배를 나타나는 포텐셜 경사를 이용하여, 제 2 도전형의 제 1 반도체층에서 발생되는 광캐리어의 확산 이동 거리를 개선시킬 수 있다.
즉, 사용하는 반도체 레이저 장치에 의해 방사되는 레이저빔의 파장이 짧으면, 분할 포토다이오드의 수광면에서 볼 때 깊은 레벨에서 발생하는 광캐리어의 수가 적어지게 되어, 제 1 도전형의 제 2 반도체층 및 제 2 도전형의 제 2 반도체층을 형성할 필요가 없고, 이들을 형성하지 않는 경우, 분할 포토다이오드의 접합 용량이 최소가 된다. 그러나, 제 2 도전형의 제 1 반도체층에서 발생하는 광캐리어는 확산에 의해 제 1 도전형의 반도체기판과 제 2 도전형의 제 1 반도체층 사이의 접합영역으로 도달됨으로써, 응답속도가 느려진다. 따라서, 제 2 도전형의 제 1 반도체층의 표면에서 불순물을 확산시킴에 의해 형성되는 제 2 도전형의 제 3 반도체층에 의해, 상기 제 2 도전형의 제 3 반도체층의 내장전계에 의해 제 2 도전형의 제 1 반도체층에서 발생하는 광캐리어의 확산 이동 거리를 단축시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는, 제 2 도전형의 제 3 반도체층이 수직형 PNP 트랜지스터의 베이스 영역과 동시에 형성된다. 따라서, 분할 포토다이오드의 P-N접합의 깊이가 증가될 수 있고, 확산 전류 성분의 관점에서도 응답 속도를 개선시킬 수 있다. 또한, 제 2 도전형의 제 3 반도체층이 공정수를 증가시키지 않고 형성될 수 있으므로, 본 발명은 제조 비용면에서도 장점이 있다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 신호광이 조사되는 분할 포토다이오드의 분할부 및 그 근방의 표면 영역에만, 광캐리어를 흡수하는 제 1 도전형의 제 2 반도체층이 형성된다. 따라서, 상기 분할 포토다이오드에서 발생되는 광캐리어의 확산 이동 거리가 짧아질 수 있고 응답 속도도 개선될 수 있다.
특히, 사용하는 반도체 레이저장치에 의해 방사되는 레이저빔의 파장이 짧은 경우, 제 1 도전형의 제 2 반도체층만을, 분할부에만 조사되는 신호광의 빔직경에서 동일한 영역 및 그 근방에만 형성하고, 분할부를 우회하는 광캐리어의 확산 이동거리를 단축시키기 위한 제 2 도전형의 제 2 반도체층을 형성하지 않는 구조로 함에 의해, 분할 포토다이오드의 용량은 제 1 도전형의 제 2 반도체층이 존재하지 않는 경우에 비해 상당히 크지만, 제 2 도전형의 제 1 반도체층에 발생하는 광캐리어를 제 1 도전형의 제 2 반도체층에 의해 흡수할 수 있어서 응답속도가 느려지지 않는다.
즉, 제 1 도전형의 제 2 반도체층을 형성하지 않는 경우, 제 2 도전형의 제 1 반도체층에 발생하는 광캐리어는, 제 1 도전형 기판과 제 2 도전형의 제 1 반도체층 사이의 접합영역에 도달하지만, 확산에 의해 광캐리어가 이동하므로, 응답속도가 느리다. 그런, 제 1 도전형의 제 2 반도체층을 형성하면, 제 2 도전형의 제 1 반도체층에서 발생하는 광캐리어는 더 가까운, 제 1 도전형의 제 2 반도체층과 제 2 도전형의 제 1 반도체층 사이의 접합영역으로 도달하기 때문에, 확산 이동 거리가 단축되어, 응답속도가 개선될 수 있다.
당업자라면 본 발명의 정신과 범위를 벗어나지 않고 여러 가지 다른 개조가 가능하고 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 따라서, 첨부된 특허청구의 범위는 본 명세서에서 설명된 내용으로 한정되지 않고 더 넓게 해석되어야 한다.
Claims (7)
- 제 1도전형의 반도체기판; 상기 제 1도전형의 반도체 기판상에 형성된 제 2 도전형의 제 1반도체층; 및 상기 제 2 도전형의 제 1반도체층을 제 2 도전형의 다수의 반도체영역들로 분할하는 제 1 도전형의 제 1 반도체층을 포함하며; 상기 분할된 각각의 제 2 도전형의 반도체영역들 및 그의 하측의 제 1 도전형의 반도체기판의 영역들에 의해, 신호광을 검출하여 그 신호광의 광전변환신호를 출력하는 다수의 광검출부가 구성되며, 상기 다수의 광검출부에 의해 분할 포토다이오드가 형성되고; 상기 분할 포토다이오드의 형성영역과 전기적으로 분리된 제 2 도전형의 제 1 반도체층의 영역에 상기 광전변환신호를 처리하는 신호처리회로를 구성하는 회로 소자가 형성되며; 각각의 광검출부를 형성하는 제 1 도전형의 반도체기판의 영역내 및 분할 포토다이오드의 분할부로서 작용하는 제 1 도전형의 제 1 반도체층의 근방에만 형성된 제 2 도전형의 제 2 반도체층이 형성되며; 상기 제 2 도전형의 제 2 반도체층의 상부 부분을 피복하도록 분할부로서 작용하는 제 1 도전형의 제 1 반도체층의 일부분을 포함하는 제 2 도전형의 제 1 반도체층의 표면 영역에 제 1 도전형의 제 2 반도체층이 형성되는, 회로내장 수광소자.
- 제1항에 있어서, 상기 제 1 도전형의 제 2 반도체층은 신호광이 조사되는 분할부 근방에서만, 신호광의 빔직경의 범위와 동일한 영역상에 형성되고, 상기 제 2 도전형의 제 2 반도체층은 그의 평면 패턴이 제 1 도전형의 제 2 반도체층의 평면 패턴보다 크지 않도록 형성되는 회로내장 수광소자.
- 제1항에 있어서, 상기 제 2 도전형의 제 2 반도체층은 신호광이 조사되는 분할부 근방에만, 제 1 도전형의 제 2 반도체층의 평면 패턴보다 작으면서 제조공정상 합치될 수 있는 최소 사이즈를 만족하는 평면 패턴을 가지도록 형성되고, 상기 제 1 도전형의 제 2 바도체층은 상기 제 2 도전형의 제 2 반도체층의 상부 부분을 피복하도록 형성되는 회로내장 수광소자.
- 제2항에 있어서, 상기 제 2 도전형의 제 2 반도체층은 신호광이 조사되는 분할부 근방에만, 제 1 도전형의 제 2 반도체층의 평면 패턴보다 작으면서 제조공정상 합치될 수 있는 최소 사이즈를 만족하는 평면 패턴을 가지도록 형성되고, 상기 제 1 도전형의 제 2 반도체층은 상기 제 2 도전형의 제 2 반도체층의 상부 부분을 피복하도록 형성되는 회로내장 수광소자.
- 제 1 도전형 반도체 기판; 상기 제 1도전형의 반도체 기판상에 형성된 제 2 도전형의 제 1반도체층; 및 상기 제 2 도전형의 제 1반도체층을 제 2 도전형의 다수의 반도체영역들로 분할하는 제 1 도전형의 제 1 반도체층을 포함하며; 상기 분할된 각각의 제 2 도전형의 반도체영역들 및 그의 하측의 제 1 도전형의 반도체기판의 영역들에 의해, 신호광을 검출하여 그 신호광의 광전변환신호를 출력하는 다수의 광검출부가 구성되며, 상기 다수의 광검출부에 의해 분할 포토다이오드가 형성되고, 상기 분할 포토다이오드의 형성영역과 전기적으로 분리된 제 2 도전형의 제 1 반도체층의 영역에 상기 광전변환신호를 처리하는 신호처리회로를 구성하는 회로 소자가 형성되며; 각각의 광검출부를 형성하는 제 2 도전형의 반도체 영역의 일부에 제 2 도전형의 반도체 영역의 표면에서 불순물을 확산함에 의해 형성되어, 제 2 도전형의 제 1 반도체층의 불순물 농도보다 높은 불순물 농도를 갖는 제 2 도전형의 제 2 반도체층을 더 포함하며; 회로소자로서, 베이스 영역으로 제 2 도전형 반도체층을 구비하는 수직형 트랜지스터를 포함하고, 상기 제 2 도전형 반도체층이 제 2 도전형 베이스 영역과 동시에 형성; 되는 회로내장 수광소자.
- 제5항에 있어서, 상기 수직형 트랜지스터는 PNP 트랜지스터이고, 상기 제 2 도전형의 제 2 반도체층이 회로 소자로서 작용하는 상기 수직형 트랜지스터의 베이스 영역과 동시에 형성되는 회로내장 수광소자.
- 제 1 도전형의 반도체 기판; 상기 제 1도전형의 반도체 기판상에 형성된 제 2 도전형의 제 1반도체층; 및 상기 제 2 도전형의 제 1반도체층을 제 2 도전형의 다수의 반도체영역들로 분할하는 제 1 도전형의 제 1 반도체층을 포함하며; 상기 분할된 각각의 제 2 도전형의 반도체영역들 및 그의 하측의 제 1 도전형의 반도체기판의 영역들에 의해, 신호광을 검출하여 그 신호광의 광전변환신호를 출력하는 다수의 광검출부가 구성되며, 상기 다수의 광검출부에 의해 분할 포토다이오드가 형성되고, 상기 분할 포토다이오드의 형성영역과 전기적으로 분리된 제 2 도전형의 제 1 반도체층의 영역에 상기 광전변환신호를 처리하는 신호처리회로를 구성하는 회로 소자가 형성되며; 신호광이 조사되는, 상기 제 1 도전형의 제 1 반도체층으로 구성된 분할부의 일부분 및 상기 분할부 근방의 제 2 도전형의 제 1 반도체층의 표면영역에, 상기 신호광의 빔직경의 범위와 동일한 영역을 피복하도록 형성된 제 1 도전형의 제 2 반도체층을 더 포함하는 회로내장 수광소자.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP96-260043 | 1996-09-30 | ||
| JP26004396A JP3170463B2 (ja) | 1996-09-30 | 1996-09-30 | 回路内蔵受光素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR19980025177A KR19980025177A (ko) | 1998-07-06 |
| KR100288367B1 true KR100288367B1 (ko) | 2001-06-01 |
Family
ID=17342516
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1019970051118A KR100288367B1 (ko) | 1996-09-30 | 1997-09-29 | 회로내장수광소자 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6114740A (ko) |
| EP (1) | EP0834925A3 (ko) |
| JP (1) | JP3170463B2 (ko) |
| KR (1) | KR100288367B1 (ko) |
| CN (1) | CN1109364C (ko) |
| HK (1) | HK1012867A1 (ko) |
| TW (1) | TW359039B (ko) |
Families Citing this family (29)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4131031B2 (ja) * | 1998-03-17 | 2008-08-13 | ソニー株式会社 | 受光素子を有する半導体装置、光学ピックアップ装置、および受光素子を有する半導体装置の製造方法 |
| JP2000312021A (ja) * | 1999-04-26 | 2000-11-07 | Sony Corp | 半導体装置とその製造方法 |
| DE19933162B4 (de) * | 1999-07-20 | 2004-11-11 | Institut für Mikroelektronik Stuttgart Stiftung des öffentlichen Rechts | Bildzelle, Bildsensor und Herstellungsverfahren hierfür |
| JP3370298B2 (ja) | 1999-07-27 | 2003-01-27 | シャープ株式会社 | 回路内蔵受光素子 |
| JP3317942B2 (ja) * | 1999-11-08 | 2002-08-26 | シャープ株式会社 | 半導体装置およびその製造方法 |
| US6480042B2 (en) | 2000-07-04 | 2002-11-12 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Current-to-voltage converting circuit, optical pickup head apparatus, and apparatus and method for recording/reproducing data |
| JP3582715B2 (ja) | 2000-09-08 | 2004-10-27 | シャープ株式会社 | 回路内蔵受光素子の製造方法 |
| US6559488B1 (en) * | 2000-10-02 | 2003-05-06 | Stmicroelectronics, Inc. | Integrated photodetector |
| JP4208172B2 (ja) | 2000-10-31 | 2009-01-14 | シャープ株式会社 | フォトダイオードおよびそれを用いた回路内蔵受光素子 |
| TW480642B (en) * | 2001-03-16 | 2002-03-21 | Amic Technology Taiwan Inc | Semiconductor wafer with sensors for detecting radiance on the semiconductor wafer |
| US20030034540A1 (en) * | 2001-08-20 | 2003-02-20 | Em Microelectronic-Marin Sa | Photodetector, photodetecting device and method for controlling the sensitivity profile of a photodetector |
| JP3976185B2 (ja) * | 2001-10-31 | 2007-09-12 | シャープ株式会社 | 受光素子、回路内蔵受光素子および光ピックアップ |
| US6743652B2 (en) * | 2002-02-01 | 2004-06-01 | Stmicroelectronics, Inc. | Method for making an integrated circuit device including photodiodes |
| JP3702854B2 (ja) * | 2002-03-06 | 2005-10-05 | ソニー株式会社 | 固体撮像素子 |
| US6566722B1 (en) * | 2002-06-26 | 2003-05-20 | United Microelectronics Corp. | Photo sensor in a photo diode on a semiconductor wafer |
| JP4219755B2 (ja) * | 2003-07-16 | 2009-02-04 | ローム株式会社 | イメージセンサの製造方法およびイメージセンサ |
| KR100634444B1 (ko) | 2004-12-20 | 2006-10-16 | 삼성전자주식회사 | 수광 소자 및 그 형성 방법 |
| JP4919370B2 (ja) * | 2005-03-31 | 2012-04-18 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 半導体受光装置及び半導体受光装置の製造方法 |
| JP4086860B2 (ja) | 2005-05-23 | 2008-05-14 | 三洋電機株式会社 | 半導体装置 |
| JP2006339533A (ja) | 2005-06-03 | 2006-12-14 | Sanyo Electric Co Ltd | 半導体装置 |
| JP5272281B2 (ja) * | 2005-09-22 | 2013-08-28 | ソニー株式会社 | 固体撮像装置およびその製造方法、並びにカメラ |
| JP2007317767A (ja) * | 2006-05-24 | 2007-12-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光半導体装置およびその製造方法 |
| JP2007317768A (ja) | 2006-05-24 | 2007-12-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光半導体装置およびその製造方法 |
| JP2009064800A (ja) * | 2007-09-04 | 2009-03-26 | Nec Electronics Corp | 分割フォトダイオード |
| TWI487089B (zh) * | 2013-02-08 | 2015-06-01 | Au Optronics Corp | 光源模組及電路板電路裝置 |
| JP2019033195A (ja) * | 2017-08-09 | 2019-02-28 | キヤノン株式会社 | 撮像装置の製造方法 |
| CN107946333A (zh) * | 2017-11-30 | 2018-04-20 | 德淮半导体有限公司 | 图像传感器及形成图像传感器的方法 |
| US11502053B2 (en) | 2020-11-24 | 2022-11-15 | Micron Technology, Inc. | Bond pad connection layout |
| CN112885858A (zh) * | 2021-03-31 | 2021-06-01 | 华虹半导体(无锡)有限公司 | Cmos图像传感器及其制造方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0576009A1 (en) * | 1992-06-25 | 1993-12-29 | Sanyo Electric Co., Limited. | Optical semiconductor device and fabrication method therefor |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2568074B2 (ja) * | 1986-11-11 | 1996-12-25 | パイオニア株式会社 | 光センサ集積回路 |
| JP2717839B2 (ja) * | 1989-03-20 | 1998-02-25 | 松下電子工業株式会社 | 光半導体装置 |
| JP3122118B2 (ja) * | 1990-07-25 | 2001-01-09 | ソニー株式会社 | 半導体装置 |
| JP2678400B2 (ja) * | 1990-11-14 | 1997-11-17 | シャープ株式会社 | 回路内蔵受光素子 |
| JP2799540B2 (ja) * | 1993-04-19 | 1998-09-17 | シャープ株式会社 | 受光素子 |
| US5360987A (en) * | 1993-11-17 | 1994-11-01 | At&T Bell Laboratories | Semiconductor photodiode device with isolation region |
| JPH0818093A (ja) * | 1994-06-30 | 1996-01-19 | Sony Corp | 半導体受光素子及び半導体装置並びにそれらの作製方法 |
| JP2731115B2 (ja) * | 1994-07-14 | 1998-03-25 | シャープ株式会社 | 分割型受光素子 |
| US5592124A (en) * | 1995-06-26 | 1997-01-07 | Burr-Brown Corporation | Integrated photodiode/transimpedance amplifier |
-
1996
- 1996-09-30 JP JP26004396A patent/JP3170463B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1997
- 1997-09-27 TW TW086114143A patent/TW359039B/zh active
- 1997-09-29 KR KR1019970051118A patent/KR100288367B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1997-09-29 EP EP97116899A patent/EP0834925A3/en not_active Withdrawn
- 1997-09-30 US US08/944,101 patent/US6114740A/en not_active Expired - Lifetime
- 1997-09-30 CN CN97119246A patent/CN1109364C/zh not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-12-21 HK HK98114133A patent/HK1012867A1/xx not_active IP Right Cessation
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0576009A1 (en) * | 1992-06-25 | 1993-12-29 | Sanyo Electric Co., Limited. | Optical semiconductor device and fabrication method therefor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| HK1012867A1 (en) | 1999-08-13 |
| EP0834925A3 (en) | 1999-04-28 |
| JP3170463B2 (ja) | 2001-05-28 |
| JPH10107243A (ja) | 1998-04-24 |
| EP0834925A2 (en) | 1998-04-08 |
| CN1185659A (zh) | 1998-06-24 |
| KR19980025177A (ko) | 1998-07-06 |
| CN1109364C (zh) | 2003-05-21 |
| TW359039B (en) | 1999-05-21 |
| US6114740A (en) | 2000-09-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100288367B1 (ko) | 회로내장수광소자 | |
| US5466962A (en) | Light-receiving semiconductor device with plural buried layers | |
| JP2731115B2 (ja) | 分割型受光素子 | |
| US20090115016A1 (en) | Optical semiconductor device and method for manufacturing the same | |
| KR100428926B1 (ko) | 회로내장 수광장치 | |
| JP2828244B2 (ja) | 受光素子 | |
| KR20030036063A (ko) | 수광소자, 회로 내장 광검출기 및 광픽업 | |
| KR101026245B1 (ko) | 세그먼트 포토다이오드 | |
| KR100272868B1 (ko) | 분할 포토다이오드 | |
| JP3449590B2 (ja) | 回路内蔵受光素子 | |
| JPS63160270A (ja) | フオトセンサと信号処理用素子を有する半導体装置 | |
| JP2875244B2 (ja) | 分割フォトダイオード | |
| JP2007129024A (ja) | 半導体装置 | |
| JPH11312823A (ja) | 受光素子 | |
| JP3510500B2 (ja) | 半導体受光装置の製造方法 | |
| JP3112407B2 (ja) | 受光素子 | |
| JP4459472B2 (ja) | 光検出器 | |
| JP2002329853A (ja) | 回路内蔵受光素子 | |
| JP2957834B2 (ja) | 回路内蔵受光素子 | |
| JPH09321265A (ja) | 半導体装置 | |
| JP2004119632A (ja) | 回路内蔵受光素子およびその検査方法 | |
| JPH05145051A (ja) | 光半導体装置 | |
| JP3364989B2 (ja) | 分割光センサ−用アバランシェフォトダイオ−ド | |
| JP3531283B2 (ja) | 日射センサ | |
| JP3086514B2 (ja) | 光半導体装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20120119 Year of fee payment: 12 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |