KR100700914B1 - Bipolar Phototransistor and Fabrication Process Method Thereof - Google Patents
Bipolar Phototransistor and Fabrication Process Method Thereof Download PDFInfo
- Publication number
- KR100700914B1 KR100700914B1 KR1020060016536A KR20060016536A KR100700914B1 KR 100700914 B1 KR100700914 B1 KR 100700914B1 KR 1020060016536 A KR1020060016536 A KR 1020060016536A KR 20060016536 A KR20060016536 A KR 20060016536A KR 100700914 B1 KR100700914 B1 KR 100700914B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- emitter
- base
- layer
- forming
- impurities
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 38
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 39
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 18
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 claims abstract 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 37
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 32
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 20
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 15
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 15
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 claims description 14
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims description 12
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 9
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 9
- 230000003667 anti-reflective effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 claims description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 2
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 claims description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 239000006117 anti-reflective coating Substances 0.000 abstract 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 abstract 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 2
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 1
- 238000001802 infusion Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 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
- H01L31/02—Details
- H01L31/0224—Electrodes
-
- 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
- H01L31/0232—Optical elements or arrangements associated with the device
- H01L31/02327—Optical elements or arrangements associated with the device the optical elements being integrated or being directly associated to the device, e.g. back reflectors
-
- 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
- H01L31/0248—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 characterised by their semiconductor bodies
- H01L31/0352—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 characterised by their semiconductor bodies characterised by their shape or by the shapes, relative sizes or disposition of the semiconductor regions
- H01L31/035236—Superlattices; Multiple quantum well structures
-
- 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
- H01L31/101—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation
- H01L31/11—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by two potential barriers, e.g. bipolar phototransistors
- H01L31/1105—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by two potential barriers, e.g. bipolar phototransistors the device being a bipolar phototransistor
-
- 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
- H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
Abstract
Description
도 1a는 종래 기술에 따른 바이폴라 광트랜지스터의 평면도이다.1A is a plan view of a bipolar phototransistor according to the prior art.
도 1b는 도 1a의 Ⅰ-Ⅰ'선에 따른 바이폴라 광트랜지스터의 단면도이다.FIG. 1B is a cross-sectional view of the bipolar phototransistor taken along line II ′ of FIG. 1A.
도 2a 내지 도 2f는 도 1a 및 도 1b의 바이폴라 광트랜지스터의 제작공정을 단계별로 나타낸 공정 순서도이다.2A to 2F are process flowcharts illustrating step-by-step manufacturing processes of the bipolar phototransistors of FIGS. 1A and 1B.
도 3a는 본 발명에 따른 바이폴라 광트랜지스터의 평면도이다.3A is a plan view of a bipolar phototransistor according to the present invention.
도 3b는 도 3a의 Ⅱ-Ⅱ'선에 따른 바이폴라 광트랜지스터의 단면도이다.3B is a cross-sectional view of the bipolar phototransistor taken along line II-II ′ of FIG. 3A.
도 4는 도 3b의 광트랜지스터의 제작공정을 단계별로 개시한 블럭도이다.4 is a block diagram illustrating a manufacturing process of the phototransistor of FIG. 3B step by step.
도 5a 내지 도 5f는 도 4의 단계별 공정도이다.5A through 5F are step by step process diagrams of FIG. 4.
* 도면의 주요부분에 대한 구체적인 설명 *Detailed description of the main parts of the drawings
100, 300: 광트랜지스터 110, 310: 기판100, 300:
111, 311: 에피층 130, 330: 베이스111, 311:
331: 주입영역(clear) 332: 미주입영역(dark)331: injection region (clear) 332: non-infusion region (dark)
150, 350: 에미터 355: 차단층150, 350 emitter 355: barrier layer
160, 360: 반반사막 180, 380: 에미터 (금속)전극160, 360:
본 발명은 바이폴라 광트랜지스터 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 전류 이득 향상 및 전류의 누설을 줄이는 등 소자의 특성을 향상시킬 수 있는 바이폴라 광트랜지스터 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a bipolar phototransistor and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a bipolar phototransistor and a method for manufacturing the same that can improve the characteristics of the device, such as to improve the current gain and reduce the leakage of current.
일반적으로 광트랜지스터는 외부에서 입력되는 광이 전류로 변환되어(광기전력효과) 증폭되는 특성으로 출력 전류를 얻을 수 있다. 광트랜지스터는 광이 입력되면 전류가 발생하는 소자 중 하나인 포토 다이오드(2극 소자)에 비해 응답속도는 떨어지지만, 3극 소자이기 때문에 입력된 광이 전류로 변환 증폭되어 출력으로 나타나기 때문에 감도가 좋아 빛 센서로 이용될 수 있다. 또한, 광트랜지스터 소자의 특성은 증폭률(전류이득), 누설전류, 응답속도, 항복전압 등에 있으며, 각 특성을 고려하여 응용분야에 적절하게 사용되도록 재료나 공정방법이 다양하게 존재하고 있다.In general, the phototransistor can obtain the output current with the characteristic that the light input from the outside is converted into current (photovoltaic effect) and amplified. The phototransistor has a slower response speed than photodiode (two-pole device), which is one of the devices that generate current when light is input, but because it is a three-pole device, the input light is converted into current and amplified and displayed as an output. It can be used as a light sensor. In addition, the characteristics of the phototransistor device include amplification factor (current gain), leakage current, response speed, breakdown voltage, and the like, and various materials and processing methods exist to be appropriately used in an application field in consideration of each characteristic.
이하, 첨부된 도면을 참조하려 종래 기술에 따른 광트랜지스터를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an optical transistor according to the prior art will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1a는 종래 기술에 따른 바이폴라 광트랜지스터의 평면도이고, 도 1b는 도 1a의 Ⅰ-Ⅰ'선에 따른 바이폴라 광트랜지스터의 단면도이다. FIG. 1A is a plan view of a bipolar phototransistor according to the prior art, and FIG. 1B is a cross-sectional view of the bipolar phototransistor taken along line II ′ of FIG. 1A.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 종래 바이폴라 광트랜지스터(100)는 기판(110), 기판(110)상에 형성되는 베이스(130), 에미터(150) 및 기판(110) 하부에 형성되는 콜렉터(170)를 포함한다. 또한, 광트랜지스터(100)는 에피층(111), 반반사막(160), 금속전극(180)을 더 포함한다.1A and 1B, a conventional
도 2a 내지 도 2f는 도 1의 바이폴라 광트랜지스터의 제작공정을 단계별로 나타낸 공정 순서도이다.2A to 2F are process flowcharts illustrating step-by-step manufacturing processes of the bipolar phototransistor of FIG. 1.
도 2a를 참조하면, 도 1의 바이폴라 광트랜지스터(100)를 제조하기 위해서는, 우선, 기판(110)을 준비하고, 기판(110) 상에 에피층(111)을 형성한다. 이때. 기판(110)은 고농도 실리콘 기판을 이용하고, 에피층(111)은 상대적으로 농도가 낮은 것을 이용한다.Referring to FIG. 2A, to manufacture the
도 2b를 참조하면, 기판(110)상에 에피층(111)이 형성된 다음, 에피층(111) 상에 산화막(112)을 성장시킨다. 산화막(112)이 성장된 다음, 사진전사작업을 이용하여 감광막(미도시) 상에 베이스 형상을 정의한다. 베이스 형상이 정의되면, 식각공정을 통하여 산화막(112)에 베이스 형상을 재현시킨 후 베이스 형상에 베이스 불순물을 이온 주입한다. 베이스 형상에 베이스 불순물이 주입되면, 감광막을 제거한 다음 열처리 공정을 수행하여 베이스(130)를 형성한다. 이때, 열처리 공정 수행시 산화막(113)이 형성된다.Referring to FIG. 2B, an
도 2c를 참조하면, 베이스(130)가 형성된 다음, 사진전사작업을 이용하여 감광막(미도시)상에 에미터 형상을 정의한다. 에미터 형상이 정의되면, 식각 공정을 통하여 산화막(113) 상에서 에미터 형상을 재현시킨 후 에미터 불순물을 이온 주입한다. 에미터 형상에 에미터 불순물이 주입되면, 감광막을 제거한 다음 열처리 공정을 수행하여 에미터(150)를 형성한다. 이때, 열처리 과정 수행시 기판(110) 상에는 산화막(114)이 형성된다.Referring to FIG. 2C, after the
도 2d를 참조하면, 에피층(111) 및 베이스(130)와 에미터(150) 상에 형성된 산화막(112, 114) 상에는 반반사막(160)이 형성된다.Referring to FIG. 2D, a
도 2e를 참조하면, 반반사막(160)상에 형성된 감광막(미도시) 상에 사진전사작업을 이용하여 에미터 접촉창을 정의한다. 에미터 접촉창(165)이 정의되면, 반반사막(160)과 산화막(114)을 식각하여 에미터 접촉창(165)을 형성한다. 그 다음, 금속막(미도시)을 증착한 후 사진전사작업을 통해 금속전극 형상을 감광막(미도시)상에 정의하고, 금속전극 형상에 따라 금속막을 식각하여 에미터 금속전극(180)을 형성한다.Referring to FIG. 2E, the emitter contact window is defined using a photo transfer operation on a photoresist film (not shown) formed on the
도 2f를 참조하면, 기판(110) 하면에 금속을 증착한 다음, 열처리공정을 수행하여 콜렉터(170)를 형성함으로써, 광트랜지스터(100)가 완성된다.Referring to FIG. 2F, the
그러나 전술한 공정을 이용하여 제작된 종래 바이폴라 광트랜지스터에서는 광이 전류로 변환되는 효율이 베이스에 형성된 공핍층 영역에 영향을 받게 되며, 소자 동작시 웨이퍼 절단면에 공핍층이 형성됨으로 인해 누설전류가 발생할 수 있다. 또한, 에미터 형성 후에 잦은 열처리로 베이스 표면의 농도가 낮아져서 전류의 누설을 일으킬 수 있다는 단점이 있다.However, in the conventional bipolar phototransistor fabricated using the above-described process, the efficiency of converting light into current is affected by the depletion layer region formed on the base, and a leakage current is generated due to the depletion layer formed on the wafer cutting surface during device operation. Can be. In addition, since the concentration of the base surface is lowered by frequent heat treatment after the emitter is formed, there is a disadvantage that can cause leakage of current.
따라서, 본 발명은 전술한 문제점들을 해결하기 위해 고안된 발명으로, 본 발명의 목적은, 광이 전류로 변환되는 효율을 향상시켜 전류 이득을 향상시켜 소자 특성이 현저하게 개선된 바이폴라 광트랜지스터 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.Accordingly, the present invention has been devised to solve the above problems, and an object of the present invention is to improve the efficiency of converting light into a current to improve a current gain, thereby improving bipolar phototransistors and their fabrication. To provide a way.
전술한 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명의 바이폴라 광트랜지스터의 제조방법은 실리콘 기판상에 상기 실리콘 기판의 농도보다 낮은 농도의 에피층을 형성하는 단계; 상기 에피층 상에 불순물이 주입된 격자 형태의 베이스를 형성하는 단계; 상기 베이스 상에 에미터를 형성하는 단계; 상기 에미터가 형성된 상기 실리콘 기판상에 반 반사막을 증착하는 단계; 상기 에미터와 접촉하도록 상기 반반사막 상에 에미터 전극을 형성하는 단계; 및 상기 실리콘 기판 하면에 금속을 증착하여 콜렉터 전극을 형성하는 단계를 포함한다. According to an aspect of the present invention, to achieve the above object, a method of manufacturing a bipolar phototransistor of the present invention comprises the steps of forming an epitaxial layer having a concentration lower than the concentration of the silicon substrate on a silicon substrate; Forming a base having a lattice shape in which impurities are implanted on the epitaxial layer; Forming an emitter on the base; Depositing a semi-reflective film on the silicon substrate on which the emitter is formed; Forming an emitter electrode on said antireflective film to contact said emitter; And forming a collector electrode by depositing a metal on a lower surface of the silicon substrate.
바람직하게, 상기 베이스를 형성하는 단계는 상기 베이스를 형성하기 위해 감광막 상에 격자형태의 베이스 형상을 정의하는 단계와, 상기 정의된 격자 형태 중 일부 영역에 상기 불순물을 이온 주입하는 단계와, 상기 불순물이 주입된 다음, 상기 감광막을 제거하는 단계와, 상기 감광막이 제거된 다음 열처리하는 단계를 포함한다. 상기 격자형태의 베이스는 불순물이 주입되는 주입영역과 불순물이 주입되지 않는 미주입영역을 포함한다. Preferably, the forming of the base may include defining a base shape having a lattice shape on the photoresist film to form the base, ion implanting the impurity into a portion of the defined lattice shape, and After the injection, the photoresist film is removed, and the photoresist film is removed and then thermally treated. The lattice-shaped base includes an injection region into which impurities are injected and an uninjection region into which impurities are not injected.
상기 반 반사막을 형성하기 전에, 상기 기판상에 형성된 상기 에피층의 가장자리를 따라 차단층을 형성하는 단계를 더 포함한다. 상기 차단층은 상기 에미터의 형성과 동시에 형성 가능하다.
상기 에미터를 형성하는 단계는 에미터 불순물을 이온 주입하는 단계와, 상기 이온 주입된 에미터를 열처리하는 단계를 포함한다. 상기 차단층에는 상기 에미터에 주입된 상기 에미터 불순물이 주입된다.Before forming the semi-reflective film, further comprising forming a blocking layer along the edge of the epi layer formed on the substrate. The blocking layer can be formed simultaneously with the formation of the emitter.
Forming the emitter includes ion implanting emitter impurities and heat treating the ion implanted emitter. The emitter impurities injected into the emitter are injected into the blocking layer.
삭제delete
상기 에미터 전극을 형성하는 단계는 상기 에미터 상부에 베리어 금속층을 형성하는 단계와, 상기 베리어 금속층 상에 배선용 금속층을 형성하는 단계와, 상기 배선용 금속층과 상기 베리어 금속층을 식각하는 단계를 포함한다. 상기 식각 단계에서는 상기 배선용 금속층을 식각하는 플라즈마 식각 공정과, 상기 베리어 금속층을 식각하는 습식 식각 공정을 이용한다. The forming of the emitter electrode may include forming a barrier metal layer on the emitter, forming a wiring metal layer on the barrier metal layer, and etching the wiring metal layer and the barrier metal layer. In the etching step, a plasma etching process of etching the wiring metal layer and a wet etching process of etching the barrier metal layer are used.
상기 반반사막을 형성하기 전 또는 상기 차단층이 형성된 후에, 상기 베이스에 주입된 불순물과 동일한 불순물을 상기 실리콘 기판 전면에 이온 주입하는 단계를 더 포함한다. The method may further include ion implanting impurities on the entire surface of the silicon substrate before forming the anti-reflective film or after the blocking layer is formed.
삭제delete
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따르면, 실리콘 기판상에 형성되는 에피층; 상기 에피층 상에 형성되는 격자형태의 베이스; 상기 베이스 상에 형성되는 에미터; 상기 에피층 상에 상기 에피층의 가장자리 둘레 방향을 따라 형성된 차단층; 상기 에피층, 상기 차단층 및 상기 베이스 상에 형성되는 반반사막; 상기 에미터와 접촉되도록 상기 에미터 상에 형성되는 금속전극; 및 상기 실리콘 기판 하면에 형성되는 콜렉터를 포함한다. According to another aspect of the present invention for achieving the above object, an epitaxial layer formed on a silicon substrate; A lattice-shaped base formed on the epi layer; An emitter formed on the base; A blocking layer formed on the epi layer along a circumferential direction of the edge of the epi layer; An antireflection film formed on the epi layer, the blocking layer, and the base; A metal electrode formed on the emitter to be in contact with the emitter; And a collector formed on the bottom surface of the silicon substrate.
바람직하게, 상기 격자형태의 베이스는 불순물이 주입된 주입영역과 불순물 이 주입되지 않는 미주입영역으로 이루어진다. Preferably, the lattice-shaped base includes an injection region into which impurities are injected and an uninjection region into which impurities are not injected.
이하에서는 첨부된 실시 예 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실리콘 바이폴라 광트랜지스터를 더욱 구체적으로 설명한다.Hereinafter, a silicon bipolar phototransistor according to the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
도 3a는 본 발명에 따른 바이폴라 광트랜지스터의 평면도이고, 도 3b는 도 3a의 Ⅱ-Ⅱ'선에 따른 바이폴라 광트랜지스터의 단면도이다.3A is a plan view of a bipolar phototransistor according to the present invention, and FIG. 3B is a cross-sectional view of the bipolar phototransistor along line II-II 'of FIG. 3A.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 본 발명에 따른 바이폴라 광트랜지스터(300)는 기판(310), 에피층(311), 베이스(330), 에미터(350), 콜렉터(370)를 포함한다. 또한, 광트랜지스터(300)는 반반사막(360), 금속전극(380)을 더 포함한다.3A and 3B, the
본 발명에 따른 바이폴라 광트랜지스터(300)의 베이스(330)는 격자구조 형태로 이루어진다. 도 3a에서 A영역을 확대한 확대도를 살펴보면, 본 발명에 따른 베이스(330) 구조는 베이스 불순물이 주입되는 주입영역(331)과 주입되지 않는 미주입영역(332)으로 나뉜다. 또한, 본 발명의 광트랜지스터(300)는 베이스(330)의 외곽영역을 둘러싸도록 형성된 차단층(355)을 더 포함한다.The
도 4는 도 3b의 광트랜지스터의 제작공정을 단계별로 개시한 블록도이고, 도 5a 내지 도 5f는 도 4의 단계별 공정도이다. 이하에서는 상기 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 광트랜지스터의 제작공정을 구체적으로 설명한다.4 is a block diagram illustrating a manufacturing process of the phototransistor of FIG. 3B step by step, and FIGS. 5A to 5F are process steps of FIG. 4. Hereinafter, a manufacturing process of an optical transistor according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
우선, 도 5a 및 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 광트랜지스터(300)를 제조하기 위해서는, 우선, 기판(310)을 준비한다(S401). 기판(310)이 준비되면, 기판(310) 상에 에피층(311)을 형성한다(S402). 기판(310)을 준비할 때는 광트랜지스터(300)에 적용될 광의 파장과 사용용도를 고려하여 선별하여 준비하는 것이 바람직하며, 특히, 에피층(311)의 농도 및 두께 조정은 광트랜지스터(300) 제작에 중요한 요소로 작용한다. 본 실시 예에서는 470nm정도의 광파장을 사용하는 것을 기준으로 설명한다. 따라서, 본 실시 예에서는 고성능 소자의 제작을 위해 일반적으로 알려진 고농도(n+; <1 Ohm/cm)의 실리콘 기판(310)상에 저농도(n-; 10~20 Ohm/cm)의 에피층(311)을 10 ~ 20㎛ 두께로 형성한다.First, referring to FIGS. 5A and 4, in order to manufacture the
다음, 도 5b를 참조하면, 상기 에피층(311)상에는 산화막(312)이 형성된다(S403). 상기 산화막(312)은 180 ~ 220 nm 범위로 성장시키며, 본 실시 예에서는 200nm 정도의 두께로 성장시킨다. 산화막(312)이 성장된 다음, 산화막(312)에 감광막(미도시)을 형성하여 베이스 형상을 정의하는 사진전사작업을 수행한다(S404). 단계(S404)에서 베이스 형상은 격자 형태로 정의하며, 격자 형태는 불순물이 주입되는 주입영역(clear 폭, 도 3a 참조)(331)과 불순물이 주입되지 않는 미주입영역(dark 폭,도 3a 참조)(332)으로 구분할 수 있으며, 격자 형태에 따라 전류이득이 달라지므로, 본 실시 예에서는 clear 폭을 10㎛, dark 폭을 2㎛으로 정의한다. 베이스 형상이 정의되면, 식각공정을 통해 산화막(312)에 베이스 형상을 형성하고(S405), 형성된 베이스 형상에 불순물을 이온 주입한 다음, 감광막을 제거하고, 그 다음 열처리를 수행함으로써 원하는 베이스(330)를 완성한다(S406). 단계(S406)의 열처리 과정에서 산화막(313)이 형성된다. Next, referring to FIG. 5B, an
도 5c를 참조하면, 베이스(330)가 형성된 다음, 산화막(312)에 감광막을 형성하여 에미터 형상과 차단층 형상을 정의하는 사진전사작업을 수행한다(S407). 그 다음 식각공정을 통해 에미터와 차단층을 형성한 다음(S408), 불순물을 이온 주입한 후 감광막을 제거하고, 열처리를 수행하여, 에미터(350)와 차단층(355)을 완성한다(S409). (S409)의 열처리 과정을 수행하면, 산화막(314)이 형성된다. 본 실시 예에서는 차단층(355)이 소자의 둘레방향을 따라 에피층(311) 가장자리에 형성됨으로써, 소자 동작시 웨이퍼 절단면에 공핍층이 생성되는 영역을 최소화할 수 있다. 한편, 본 실시 예에서는 에미터(350)와 차단층(355)을 동시에 형성하는 것이 개시되어 있으나, 에미터(350)와 차단층(355)을 개별적으로 형성할 수 있다. Referring to FIG. 5C, after the
도 5d를 참조하면, 베이스(330)와 에미터(350)가 형성된 다음, (S406) 단계에서 주입된 베이스 불순물(↓)을 기판(310) 전면에 주입한다(S410). (S410) 단계를 수행함으로써, 전단계에서 수행된 열처리 공정으로 낮아질 수 있는 베이스(330) 표면의 불순물 농도를 높일 수 있다. Referring to FIG. 5D, after the
도 5e를 참조하면, 베이스(330)와 에미터(355)가 형성된 기판(310)상에 반반사막(360)을 형성한다(S411). 반반사막(360)의 두께는 입사광의 반사를 최소화하기 위해 반반사막의 굴절률을 고려하여 결정하며, 본 실시 예에서는 반반사막(360)을 질화막으로 형성한다. 입사광의 파장이 470 ㎚인 경우, 질화막으로 형성된 반반사막(360)의 두께는 대략 50~70㎚ 정도로 형성한다. 그 다음, 반반사막(360) 상에는 사진전사작업을 통해 감광막 상에 에미터 접촉창(351)을 정의하고, 반반사막(360) 및 산화막(314)을 식각함으로써 에미터 접촉창(351)이 형성된다. 그 다음, 금속막, 즉, 베리어 금속층(380a, 예: TiW 200 ㎚)과 배선용 금속층(380b, 예: Al 900㎚)을 증착한 후 사진전사작업을 통하여 금속전극 형상을 감광막에 정의한 다음 식각한다(S412). 식각공정은 플라즈마 금속식각 과정을 수행하여 배선용 금속층(380a, Al)을 식각하며, 이때, 반반사막(360)이 손상되는 것을 방지하기 위해 베리어 금속층(380b, TiW)을 식각 멈춤층으로 활용한다. 그 다음, 40℃ 정도로 가열한 H2O2 용액에서 습식 식각하는 공정을 이용하여 베리어 금속층(Tiw)을 식각한 다음, 열처리함으로써 에미터(금속)전극(380)이 형성된다.Referring to FIG. 5E, a
그 다음, 도 5f를 참조하면, 기판(310) 하부영역을 소정의 두께로 깎아낸 후 기판(310) 하면에 금속(예, Au)을 증착하여 콜렉터(전극)(370)을 형성한다. 전술한 (S401 ~ S413) 단계를 통해, 본 발명에서 제안하고 있는 바이폴라 트랜지스터를 제조할 수 있다. Next, referring to FIG. 5F, a lower region of the
본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시 예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시 예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상적인 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시 예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.Although the technical spirit of the present invention has been described in detail according to the above preferred embodiment, it should be noted that the above embodiment is for the purpose of description and not of limitation. In addition, those skilled in the art will appreciate that various embodiments are possible within the scope of the technical idea of the present invention.
이상, 전술에 따르면, 본 발명에서는 베이스를 격자형태로 제조함으로써, 선택적으로 정의된 영역에만 불순물을 주입함으로써, 소자 동작시 공핍 영역이 확대 되어 광변환 효율이 향상되므로 전류 이득을 향상시킬 수 있다. As described above, according to the above, in the present invention, by manufacturing the base in the form of a lattice, injecting impurities only into a region defined selectively, the depletion region is enlarged during the operation of the device to improve the light conversion efficiency, thereby improving the current gain.
또한, 소자의 가장자리에 차단층을 형성하고, 불순물을 주입함으로써 소자 동작시 웨이퍼 절단면에 공핍층이 생성되는 영역을 최소화하여 누설 전류를 감소시킬 수 있다. In addition, by forming a blocking layer on the edge of the device and injecting impurities, the leakage current can be reduced by minimizing the region where the depletion layer is formed on the wafer cutting surface during the device operation.
Claims (12)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020060016536A KR100700914B1 (en) | 2006-02-21 | 2006-02-21 | Bipolar Phototransistor and Fabrication Process Method Thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020060016536A KR100700914B1 (en) | 2006-02-21 | 2006-02-21 | Bipolar Phototransistor and Fabrication Process Method Thereof |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR100700914B1 true KR100700914B1 (en) | 2007-03-28 |
Family
ID=41564999
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020060016536A KR100700914B1 (en) | 2006-02-21 | 2006-02-21 | Bipolar Phototransistor and Fabrication Process Method Thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR100700914B1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101832243B1 (en) * | 2016-03-24 | 2018-02-27 | 주식회사 피앤엘세미 | Photo transistor and manufacturing method thereof |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62211953A (en) | 1986-03-12 | 1987-09-17 | Nec Corp | Bipolar transistor |
JPH01106474A (en) * | 1987-10-20 | 1989-04-24 | New Japan Radio Co Ltd | Manufacture of photo transistor |
-
2006
- 2006-02-21 KR KR1020060016536A patent/KR100700914B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62211953A (en) | 1986-03-12 | 1987-09-17 | Nec Corp | Bipolar transistor |
JPH01106474A (en) * | 1987-10-20 | 1989-04-24 | New Japan Radio Co Ltd | Manufacture of photo transistor |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101832243B1 (en) * | 2016-03-24 | 2018-02-27 | 주식회사 피앤엘세미 | Photo transistor and manufacturing method thereof |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPH02159775A (en) | Semiconductor photodetector and manufacture thereof | |
JPH03293780A (en) | Semiconductor photodetector | |
KR100700914B1 (en) | Bipolar Phototransistor and Fabrication Process Method Thereof | |
TW202209442A (en) | Silicon carbide MOSFET device and manufacturing method thereof | |
JP5061407B2 (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
US10686093B2 (en) | Semiconductor light receiving element including si avalanche multiplication part and compound semiconductor light receiving layer | |
JP2011522415A (en) | Method of electronically pinning the back side of a back-illuminated imaging device fabricated on a UTSOI wafer | |
JP6058881B2 (en) | Photodiode, manufacturing method thereof and photosensor including the same | |
JPH03101169A (en) | Method of making semiconductor device | |
CN111128725B (en) | IGBT device manufacturing method | |
KR20220028199A (en) | Structure and Fabrication Method of Photodiode with High Performance at UV-IR Regime | |
KR100934216B1 (en) | Short wavelength bipolar phototransistor and its manufacturing method | |
KR20040032026A (en) | Avalanche Photodiode and Method for Fabricating the Same | |
CN116666485B (en) | Near infrared detector and preparation method thereof | |
JP4401036B2 (en) | Photodiode manufacturing method | |
KR101415599B1 (en) | Method for Fabricating PN Junction Diode | |
JPH0391969A (en) | Semiconductor photodetector | |
JPH0391967A (en) | Manufacture of photodiode | |
JPS632387A (en) | Photodetector | |
KR20230124289A (en) | Broadband photodiode and manufacturing method thereof | |
KR100278787B1 (en) | Silicon Carbide Schotty Barrier Diode Device And Fabrication Methods Thereof | |
KR101348400B1 (en) | Gate-Oxide Manufacturing Method of Semiconductor Device | |
KR20200056629A (en) | Photodetector comprising polysilicon layer having enhanced responsivity and preparation method thereof | |
KR20230112262A (en) | Broadband photodiode using highly doped epitaxial layer and manufacturing method the same | |
KR880000669B1 (en) | High frequency power device manufacturing process by partial silicon growth |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20120228 Year of fee payment: 6 |
|
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |