TW535286B - Circuit-incorporating light receiving device - Google Patents

Circuit-incorporating light receiving device Download PDF

Info

Publication number
TW535286B
TW535286B TW090107516A TW90107516A TW535286B TW 535286 B TW535286 B TW 535286B TW 090107516 A TW090107516 A TW 090107516A TW 90107516 A TW90107516 A TW 90107516A TW 535286 B TW535286 B TW 535286B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
conductive form
circuit
semiconductor layer
receiving device
conductive
Prior art date
Application number
TW090107516A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshihiko Fukushima
Masaru Kubo
Shigeki Hayashida
Original Assignee
Sharp Kk
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Kk filed Critical Sharp Kk
Application granted granted Critical
Publication of TW535286B publication Critical patent/TW535286B/zh

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor 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
    • H01L31/08Semiconductor 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
    • H01L31/10Semiconductor 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 at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. phototransistors
    • H01L31/101Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation
    • H01L31/102Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by only one potential barrier or surface barrier
    • H01L31/103Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by only one potential barrier or surface barrier the potential barrier being of the PN homojunction type
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor 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
    • H01L31/08Semiconductor 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
    • H01L31/10Semiconductor 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 at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. phototransistors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices 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
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices 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
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/1443Devices controlled by radiation with at least one potential jump or surface barrier
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/548Amorphous silicon PV cells

Description

經濟部中央標準局員工消費合作社印東 535286 Α7 ______Β7 五、發明説明(1 ) 發明背景 1 ·發明範疇: 本發明係關於一電路整合光接收裝置,其包含一光偵測 光二極體邵份及在相同基板上的一電路元件。更特定而 舌,本發明係關於該電路整合光接收裝置的一結構,用以 改善該光偵測光二極體部份的效能。 2.相關技藝説明: π年來,光碟裝置愈來愈小,而其效能則愈來愈高。藉 由這樣的改進,對於一小型及輕量.的光學讀寫頭有更多的 需要。爲了獲得這樣的一光學拾取頭,已提供一種技術, 其中:產生一循跡光束的功能,分支光線的功能,及產生 一錯誤信號的功能皆整合到一單一全像裝置;一雷射二極 體,一分離光二極體,及類似者,皆包含在一單一封裝; 或该全像裝置係提供在該封裝的一上表面。這樣的技術稱 之爲一光學模組。 在包含於一光學拾取頭裝置的元件之中,爲一電路整合 光接收裝置。在該電路整合光線接收裝置中,電路元件, 例如用以轉換信號光線到一電子信號(光電轉換信號)的一 光偵測光二極體部份,一用以處理該光電轉換信號的電晶 體,一電阻,及一電容皆整合在一起。 圖5所示爲一習用電路整合光接收裝置4000的一結構的橫 截面圖。 該電路整合光接收裝置4000包含一光二極體區域51,其 中一光偵測光二極體部份可提供來轉換信號光線到一電子 -4- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210 X 297公釐) --------------IT-----·$ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 535286 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明(2 信號,及一週邊電路區域52,其可用來處理該光電轉換信 號。特定而言,在該週邊電路區域52中,提供有一NPN電 晶體及一垂直PNP電晶體。 爲了降低電路整合光接收裝置4〇〇〇的製造成本,須增加 製程的共用性。對於光二極體區域5丨及週邊電路區域W, 皆以依序地提供一P型基板53(P),一p型磊晶層54(1>_),及 一 N型磊晶層55 (N)。在光二極體區域51中,該p型磊晶層 54及該N型磊晶層55具有PN接面,形成一光偵測光二極^ 邵份。在週邊電路區域52中,上述的兩個電晶體係由雜質 擴散而提供於P型磊晶層54及N型磊晶層55之中。 一光二極體的感光性及反應速率通常爲該光二極體的效 能(關鍵因素。感光性係由在一空乏層中所產生載子數目 以及在忒立乏層之外所產生的載子數目的總數來決定,其 由於載子擴散,而當反向偏壓施加於光偵測的PN接面時而 到達違全乏層。反應時間會受到光偵測光二極體部份的PN 接面的電客値很大的影響。因此,爲了充份地加大該空乏 層,其可增加光二極體的敏感度,並降低該接面電容來增 加反應速率。 因此,該P型基板53做爲一第一導電形式區域,提供於具 有一低濃度(高比電阻)的P型磊晶層54的表面上,並如上述 般來使用。另外,也可使用一 P型低濃度基板(未示出)。 這種結構造成一空乏層可於吸收光線的該第一導電形式 的區域中來擴大,因此有可能有效地利用穿越的信號光。 該PN接面電容也可進一步降低。 -5- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) 裝------訂-----^線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 535286 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明说明(3 對於一光學記綠媒體的記綠密度,例如一光碟,係逐年 增加,應用到該媒體的光波長則降低。特別是,使用波長 爲780 nm的紅外線到CDs,具有一降低波長65〇 紅光 則用於DVDs。其也正在發展使用進一步降低的波長,約 4 10 nm的藍光。 但是’當降低仏號光線的波長時,信號光所能達到的石夕 的深度(以下稱之爲一穿越深度)即快速地降低。舉例而 言,雖然780-nm光線的穿越深度可達約8 μιη,41〇-nm光線 的穿越深度則小於或等於約〇. 3 μιη。 在圖5所示的習用電路整合光接收裝置4〇〇〇的光二極體區 域結構會有以下的問題。 (1) Ν型磊晶層55基本上需要的厚度爲至少i μιη或更多, 藉以提供週邊電路區域5 2中的一電晶體。另外,具有一高 濃度的Ν型擴散區域56 (Ν+)則提供來降低一陰極電阻,所 以穿越光線大部份會由大致上沒有空乏的Ν型磊晶層55所吸 收。因此,載子的重新組合率較高,而重新組合的載子不 能對一光電流有貢獻,因此無法增進感光性。再者,該光 偵測光二極體部份的!>]^接面電容太大,而不能達到一高反 應速率。 (2) Ν型羞晶層5 5可以做得很薄,而不考慮與該週邊電路 區域52的共形性。在此例中,當成長該ν型磊晶層55時,ρ 型自動摻雜會因爲一週邊隔離擴散區域57 (ρ+)或一薄膜產 生裝置而發生。該自動摻雜的發生會導致在該第一導電區 域(具有低濃度Ρ型蟲晶層54成長於其上的ρ型基板53,或該 --------0-裝------訂-----·線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 6 -
535286 A7 B7 五、發明説明(4 ) 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 P型低濃度基板),及成長於其上的㈣型羞晶層55之間的介 面附近形成一電位尖峰,其會劣化一反應特性。 (3) 馬了減少製造步驟,並改善對於短波長光線的敏感 度,可提供在N型磊晶層55中具有p型擴散區域的一光偵測 光一極體邵份。但是在此例中,在?型擴散區域中使用的硼 係被隔離於其表面上,所以會降低Ns (表面濃度)。因此, 该表面重組會增加,所以會降低敏感度。再者,該光偵測 光二極體的感光性不會因爲其結構而對於具有一大穿越深 度的長波長光線來增加。因爲該空乏層並未增大,該接面 電容可增加,因此降低了反應速率。 (4) 在圖5的習用結構中,該光偵測光二極體部份係與該隔 離擴散區域57分開,其中擴散係向上及向下進行,其假設 光線是入射到該隔離擴散區域57。如圖6八及6B所示,該隔 離擴散區域57的雜質濃度分佈分別具有如圖5的線A-a,所切 勺輪靡,及圖5的線B B ’所切的一輪廓。所產生的載子係 累積在圖6 A中的一谷中。請參考圖6B,因爲該中間部份大 致上沒有歪斜,所累積的載子係以低速做側向移動。因 此,該反應速率不能夠改善。 根據上述理由,在一記綠及再生裝置中,需要對應於個 別波長區域的複數個電路整合光接收裝置,藉以相容於使 用具有不同波長的信號光之光學記綠媒體,例如一短波長 及一長波長。此將導致一複雜的系統。 發明概述 根據本發明一方 面 電路整合光接收裝置包含一第 本紙珉尺A· f ®國家縣(CNS ) A4規格(2i7x 297公釐 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 經濟部中央榡準局員工消費合作社印製 535286 A7 , B7 - .一 五、發明説明(5 ) 導電形式的一第一半導體基板,該第一導電形式的一弟了 半導體層,該第一導電形式的一第二半導體層,該第一導 電形式的一擴散區域,其提供在該第一導電形式的該第: 半導體層的一第一部份中,一電路元件提供於該第一導私 形式的該第一半導體層的該第一部份,及該第一導電形式 的該第二半導體層的一第二部份中。該第一導電形式的該 第二半導體層及該第二半導體形式的該擴散區域形成一光 偵測光二極體部份,及該第二導電形式的該擴散區域的擴 散深度小於或等於短波長信號光線的一穿越深度。 在本發明的一具體實施例中,該第二導電形式的該擴散 區域的擴散深度係小於或等於〇 . 3 μη1。 在本發明的一具體實施例中,該短波長信號光爲藍光。 因此’該第一及第二半導體層的厚度,其中所提供的電 路元件係足夠的,而ΡΝ接面可以提供於該第二半導體層中 一光二極體區域表面中一淺的位置上。甚至短波長信號光 也可充份地吸收。此可達到使一電路整合光接收裝置具有 一高敏感度光偵測光二極體部份。 此外,當第一及第二半導體層的濃度皆設定爲低數値 時,在光偵測光二極體部份中的空乏層即可充份地擴大到 一基板側,如同習用狀況一般。此可使得一電路整合光接 收裝置具有一高敏感度光偵測光二極體部份。這些效能在 長波長信號光的例子中並不會降低。 此對於使用矽做爲包含在該光二極體區域中的一半導㈣ 材料時會特別有效。 & -8 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
535286 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 A7 B7 五、發明説明(6 ) 在本發明的一具體實施例中,該第一導電形忒的該第一 半導體層的表面雜質濃度係大於或等於1 X 1 0 14 crn-3 ° 因此,可增加一反自動掺雜能力即可增加。不需要的自 動摻雜濃度最多爲1 x cm·3。在上述的表面濃度狀沉 下,該自動摻雜大致上不會影響該光偵測光二極體的特性 改變。 在本發明的一具體實施例中’違弟一導電形式的弟—半 導體層及該第一導電形式的該第二半導體層之雜質濃度使 得當在偵測到信號光時所施加於該光偵測光二極體邵份的 反向偏壓時,一空乏層會由該第一導電形式的該第二半導 體層及該第二導電形式的該擴散區域之間的一介面來擴大 到該第一導電形式的該第二半導體層,而到達比該第一導 電形式的該第一半導體層及該第一導電形式的該第二半導 體層之間的介面更深的一位置。 此將使其有可能因爲製造步驟中的自動摻雜而移除在該 第一及第二半導體層之間介面處之電位尖峰之影響。 在本發明的一具體實施例中’該第一導電形式的南濃度 埋入層係提供在該第一導電形式的第一半導體基板與該第 一導電形式的第一半導體層之間,其中該高濃度埋入層的 雜質濃度係大於該第一導電形式的該第一半導體層的雜質 濃度。 因此,在一橫方向上到一電極的一陽極電阻即可降低。 另外,會產生一電位阻障來防止所產生的載子,在長波長 信號光進入該裝置時,會比該埋入層更深。在此例中,載 -9 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) .裝 、11 535286 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 ___B7 五、發明説明(7 ) 子會被防止貢獻到一光電流,藉此使其有可能來防止因爲 一擴散電流所造成的反應速率降低。 在本發明的一具體實施例中,該第一導電形式的高濃度 埋入層係由一埋入擴散法或一磊晶成長法來提供。 在埋入擴散法的例子中。該電路整合光接收裝置可以容 易地獲得。在該磊晶成長法中,其濃度輪廓可以高精度地 來控制。 在本發明的一具體實施例中,該第一導電形式的第一半 導體層的第一邵份及該第一導電形式的第二半導體層的第 一邰份具有一 N型井區域及一 p型井區域,該電路元件係使 用N型井區域及P型井區域來提供。 例如在提供一像是電晶體的電路元件之磊晶成長層的導 笔形式及丨辰度的條件’對於一光二極體而言可以自由地設 計。 在本發明的一具體實施例中,第一導電形式的一隔離擴 散區域係提供在該光偵測光二極體部份及該電路元件之 間,其中該隔離擴散區域的雜質濃度係大於該第一導電形 式的第一半導體層的雜質濃度,而第一導電形式的隔離擴 散區域會到達比該光偵測光二極體部份及該電路元件更深 的位置。 在深度方向上到一電極接點的一陽極電阻可以降低,藉 此而降低一 C R時間常數,並達到一高速反應特性。 在本發明的一具體實施例中,每個第一導電形式的第一 半導體層,及第一導電形式的第二半導體層的雜質濃度係 -10- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS )八4規格(210><297公^7 C請先閑讀背面之注意事;再填寫本頁}
經濟部中央標準局員工消費合作社印製 535286 A7 ____ B7__ 五、發明説明(8 ) 大於或等於1X1014 cm-3。 一電路整合光接收裝置可以取得,其具有一光偵測光 極體部份來吸收由長波長到短波長的任何光線,及在由長 波長到短波長的範圍内一高敏感性及一高速反應。 、在本發明的一具體實施例中,該第二導電形式的擴散區 域係由第一導電形式的第二半導體層區分成複數個區域。 因爲不使用由一向上及向下高濃度擴散法所得到的一隔 離結構,大致上並不會存在不是高濃度的隔離擴散區域。 因此,大致上不會有空乏層發生在複數個區域中,而在該 複數個區域下所產生的載子即可到達該空乏層,而不須繞 過該隔離擴散層。因此,具有一分隔的光偵測光二極體部 份的一電路整合光接收裝置可以達到具有一改善的反應速 率 〇 在本發明的一具體實施例中,該第二導電形式的擴散區 域係由一溝槽而分隔成複數個區域。 一側面的寄生電容可以更爲降低,其係當該光偵測光二 極體由使用一隔離擴散區域的一向上及向下高濃度擴散方 法所區隔。藉此,具有一區隔的光偵測光二極體部份的電 路整合光接收裝置可以達到具有一改善的CR時間常數。 在本發明的一具體實施例中,該溝槽係由一 L0C0S方法 來提供。 因爲一半導體層可由LOCOS法來移除,而可獲得一高可 罪度的光二極體。雖然可使用一溝渠法來製造本發明的結 構,因爲乾蝕刻而在一接面漏電的增加會造成一光二極體 -11 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝· 訂 535286 A7 B7 五、發明説明(9 ) 特性的劣化。一具有更可靠的光偵測光二極體邵份的電路 整合光接收裝置即可在該溝槽由LOCOS法產生時而達到。 根據本發明的另一方面,一電路整合光接收裝置包含一 第一導電形式的第一半導體基板,該第一導電形式的一第 一半導體層,該第一導電形式的一第二半導體層,在該第 二半導體層所提供到達該第一導電形式的第一半導體層的 一第一溝槽,在該第一導電形式的第一半導體層的一第一 部份中所提供的一第二導電形式的擴散區域,該第一部份 會曝露於該第一溝槽的底側,而在該第一導電形式的第一 半導體層的一第二部份及該第一導電形式的第二半導體層 的第一部份中提供一電路元件。該第一導電形式的第一半 導體層及該第二導電形式的該擴散區域形成一光偵測光二 極體部份。第二導電形式的擴散區域之擴散深度會小於或 等於短波長信號光的一穿越深度。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 因此,該第二半導體層的像是導電形式,濃度,厚度等 條件,可以自由地決定,而與該光偵測光二極體部份無 關。對於電路元件所需要的條件可以設計。pN接面可提供 在該第一半導體層的光二極體區域的表面中一淺的位置 處,甚至短波長信號光可以在該空乏層中充份地吸收。藉 此,具有一電路元件的電路整合光接收裝置可以具有一最 佳化的特性及一高敏感度的光偵測光二極體。 因爲該溝槽的深度會到達該第一半導體層及第二半導體 層之間的介面更深的區域,在該介面附近所產生的一自動 捧雜層即可移除。另外,當該第一半導體層的濃度被設定 12 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(2丨0\ 297公釐) 535286 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 Α7 Β7 五、發明説明(1〇 ) 爲一低數値時,在該光偵測光二極體部份中的空乏層即可 如習用的例子一般,充份地擴大到一基板側。此即得到一 高速光偵測光二極體部份的結果。這些效能在長波長信號 光的例子中並不會降低。 在本發明的一具體實施例中,該第二導電形式的擴散區 域的擴散深度係小於或等於〇. 3 μπι。 在本發明的一具體實施例中,該短波長信號光爲藍光。 在本發明的一具體實施例中,該第一導電形式的高濃度 埋入層係提供在該第一導電形式的第一半導體基板與該第 一導電形式的第一半導體層之間,其中該高濃度埋入層的 雜質濃度係大於該第一導電形式的第一半導體層的雜質濃 度。 在本發明的一具體實施例中,該第一導電形式的高濃度 埋入層可由一埋入擴散法或一磊晶成長法來提供。 在本發明的一具體實施例中,該第一導電形式的第一半 導體層的第二部份及該第一導電形式的第二半導體層的第 一部份具有一 Ν型井區域及一 Ρ型井區域,該電路元件係使 用該Ν型井區域及該Ρ型井區域來提供。 在本發明的一具體實施例中,該第一導電形式的一隔離 擴散區域係提供在該光偵測光二極體部份及該電路元件之 間’其中該隔離擴散區域的一雜質濃度係大於該第一導電 形式的第一半導體層的雜質濃度,而該隔離擴散區域可到 達比該光偵測光二極體部份及該電路元件更深的位置。 在本發明的一具體實施例中,該第一導電形式的第一半 -13- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210X297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 、1Τ 535286 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 _____B7 _— __ 五、發明説明(11 ) 導體層的雜質濃度係大於或等於i X 1〇14 cm-3。 在本發明的一具體實施例中,該第二導電形式的擴散區 域係由該第一導電形式的第一半導體層區隔成複數個區 域。 在本發明的一具體實施例中,該第二導電形式的擴散區 域係由一第二溝槽區隔成複數個區域。 在本發明的一具體實施例中,該第一溝槽係由一 LOCOS 法來提供。 根據本發明的另一方面,一電路整合光接收裝置包含一 第一導電形式的一第一半導體基板,該第一導電形式的一 第一半導體層,在該第一半導體層中所提供的到達該第一 導電形式的該第一半導體基板的一第一溝槽,在該第一導 電形式的第一半導體基板的第一部份中所提供的一第二導 電形式的一擴散區域,該第一部份係曝露在該第一溝槽的 底側,而一電路元件則提供於該第一導電形式的第一半導 體基板的一第二部份及該第一導電形式的第一半導體層的 第一部份。該第一導電形式的第一半導體基板及該第二導 電形式的擴散區域可形成一光偵測光二極體部份。該第二 導電形式的擴散區域之擴散深度小於或等於短波長信號光 的一穿越深度。 因此,難以控制的一低濃度(高比電阻)磊晶成長層並不 會用到,而會使用相對容易製造的一低濃度基板。一電路 整合光接收裝置具有一最佳化特性的電路元件,而可達到 在由長波長到短波長範圍中具有一高敏感度及高速反應的 -14- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Μ規格(210X297公^7 裝------訂-----•線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 535286 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明(12 ) 一光偵測光二極體。 在本發明的一具體實施例中,該第二導電形式的擴散區 域的擴散深度係小於或等於0.3 μιη。 在本發明的一具體實施例中,該短波長信號光爲藍光。 在本發明的一具體實施例中,該第一導電形式的第二半 導體基板係提供在該第一導電形式的第一半導體基板的底 側,其中該第一導電形式的高濃度埋入層的雜質濃度會大 於k供在該弟一導電形式的弟^一半導體基板中的該第一導 電形式的第一半導體基板的雜質濃度。 因此,在該高濃度埋入層中可降低在橫方向上到一電極 的一陽極電阻。再者,一電位阻障可產生來防止所產生的 載子在當長波長信號光進入該裝置時比該埋入層要深。在 此例中,載子被防止來貢獻於一光電流,藉此使其有可能 防止因爲擴散電流所造成的反應速率降低。再者,係使用 彼此附著的基板,並使用難以控制的低濃度磊晶成長層, 且在該高濃度埋入層上提供一低濃度區域。 在本發明的一具體實施例中,該第一導電形式的一第二 半導體基板係提供在該第一導電形式的第一半導體基板的 底側,其中該第一導電形式的第二半導體基板的雜質濃 度。 因此,在高濃度埋入層中可降低在橫方向上到一電極的 陽極電阻。再者,一電位阻障可產生來防止所產生的載子 在當長波長信號光進入該裝置時比該埋入層要深。在此例 中,載子被防止來貢獻於一光電流,藉此使其有可能防止 -15- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Μ規格(210X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 訂 535286 A7 B7 五 發明説明(13 翅濟部中央標準局員工消費合作社印製 因爲擴散電泥所造成的反應速率降低。再者,係使用彼此 附著的基板,並使用難以控制的低濃度磊晶成長層,且在 该而濃度埋入層上提供一低濃度區域。 在本發明的一具體實施例中,該第一導電形式的第一半 導ta基板的第二部份,及該第一導電形式的第一半導體層 的第一邵份具有一 N型井區域及一 p型井區域,而使用該N 型井區域及該P型井區域來提供一電路元件。 在本發明的一具體實施例中,第一導電形式的一隔離擴 散區域係提供在該光偵測光二極體部份及該電路元件之 間’其中該隔離擴散區域的雜質濃度係大於該第一導電形 式的第一半導體層的雜質濃度,且該隔離擴散區域會到達 比该光偵測光二極體部份及該電路元件更深的位置。 在本發明的一具體實施例中,該第一導電形式的第一半 導體基板的雜質濃度係大於或等於1 X 1 〇 Μ cm·3。 在本發明的一具體實施例中,該第二導電形式的擴散區 域係由第一導電形式的第一半導體層區分成複數個區域。 在本發明的一具體實施例中,該第二導電形式的擴散區 域係由一第二溝槽而分隔成複數個區域。 在本發明的一具體實施例中,該第一溝槽係由一 L〇c〇s 法來提供。 因此,在此處所説明的本發明有可能提供一電路整合光 接收裝置的好處是,其可讀取用於CD,DVD或藍光DVD的 由短到長波長的信號光,其可由積體電路元件簡易地產生 在相同的基板上,例如一電晶體。 -16 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝· -α 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 535286 A7 B7 五、發明説明(14 ) 本發明的這些及其它好處對於本技藝的專業人士可在閱 讀及暸解以下的詳細説明,並配合所附圖面,而可更加瞭 解。 圖式簡單説明 圖1A及1 B爲根據本發明的範例1之電路整合光接收裝置的 橫截面圖。 圖2A,2B,2C,2D及2E所示爲製造圖}之電路整合光接 收裝置之範例方法的橫截面圖。 圖3A,3B及3C所示爲製造根據本發明的範例2之電路整合 光接收裝置之範例方法的橫截面圖。 圖4A,4B及4C所示爲製造根據本發明的範例3之電路整合 光接收裝置之範例方法的橫截面圖。 圖5所示爲一習用電路整合光接收裝置的一結構之橫截面 圖。 圖6A及6B所示爲圖5的電路整合光接收裝置的一分離部份 的濃度分佈圖。 較佳具體實施例的説明 接下來,本發明將藉由範例及所附圖面來加以説明。每 個部份的導電形式及濃度將由在該由〇部份之後來立即説 明。 (範例1) 圖1A所示爲根據本發明的範例1之電路整合光接收裝置 1000的一橫截面圖。 該電路整合光接收裝置1〇〇〇包含一光二極體區域1,其中 -17- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210 X297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) •裝- 訂 535286 A7 B7 五、發明説明(15 ) 提供了轉換信號光到一電子信號(光電轉換信號)的光偵測 光二極體部份,及一週邊電路區域2 ’其中提供了用來處理 該光電轉換信號的電路元件。特別是,在該週邊電路區域2 中,係提供一 NPN電晶體及一垂直PNP電晶體。 在該光二極體區域1中,係依序提供一 P型矽基板3 (P), 一 P型高濃度埋入層4 (P+),一第一 P型磊晶層5 (P·),及一 第二P型磊晶層6 ( P·)。一薄的第一 N型擴散區域7 ( N)係提 供在該第二P型磊晶層6的表面之中。該第二P型磊晶層6及 具以PN接面的該第一 N型擴散區域7 ’形成一光偵測光二極 體部份。 在該週邊電路區域2中,係依序提供一 P.型矽基板3 ( P), —P型高濃度埋入層4 (P+),一第一P型磊晶層5 (P_),及一 第二P型磊晶層6 (P-)。這些製造步驟可以與製造該光二極 體區域1的步驟同時進行。該NPN電晶體及該垂直PNP電晶 體係由該第一及第二P型磊晶層5及6的區域(稍後説明)所形 成。 該第一 N型擴散區域7具有一擴散深度,其對應於具有波 長約爲410 nm (短波長)的藍信號光的半導體之穿越深度, 其可用於DVD或類似者。特別是,該藍信號光的穿越到矽 的深度,如上述約爲〇· 3 μπι或更少,所以該擴散深度可設 定爲約0. 3 μ m或更少。 因此,一空乏層30的位置,可因爲施加於該光偵測光二 極體部份的反向偏壓而由該第二P型磊晶層6及該第一 N型擴 散區域7之間的介面來擴大,其係對應於該藍信號光的穿越 -18- I紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(21GX297公复)~---- 535286 A7 五、發明説明(16 ) 深度。因此,載子可以在該空乏居中 ^ ^ , 之嘈中產生,楮此改善該光 -極^對於域長光線的^度,及其反料率。另外, 孩第-N型擴散區域7的擴散深度係設定爲〇3 _或更少, 其對於包含在該光:極體區域丨中的半導料料是有效的, 並在當該材料爲矽時,更是有效。 再者,該第-及第二P型磊晶層5及6的雜質濃度,使該空 之層30的位置可由於施加到該光偵測光二椏體部份的反向 偏壓而由孩第二p型磊晶層6及該第_N型擴散區域7之間的 介面而擴大,其可對應於使用在—CD或類似者的約780 nrr] 的紅外線信號光的穿透深度。因此,載子甚至可對長波長 光而在該空乏層中產生,藉此而改善對於長波長光的該光 二極體的感光度(該光偵測光二極體區段)及其反應速率。 再者,當茲第一及第二p型磊晶層5及6的雜質濃度,使得該 空乏層30的位置將可到達比該第一 p型磊晶層5及第二p型磊 晶層6之間的介面更深的位置,而可移除因爲在製程中的自 動摻雜所造成該疊層5及6之間介面上的電位尖峰的影響。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 再者’當在該第二P型磊晶層6中提供複數個該第一^型擴 散區域7時,該光二極體區域丨係區分成複數個光接收區 域,其中該第二P型磊晶層6係位在每個光接收區域之間。 在此結構中,並不使用由該向上及向下高濃度擴散方法所 提供的習用隔離區域,所以大致上不會提供高濃度隔離擴 散區域。因此,大致上在第二P型磊晶層6中所有複數個光 接收區域可被造成來產生空乏。因此,在該光接收區域下 所產生的載子可到達該空乏層3 0,而不需要繞過該光二極 19 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210 X 297公釐) ' -- 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 535286 A7 B7 五、發明说明(17 ) 體區域1,藉此而改善該反應速率。 除了上述的結構,在圖1B中所示的電路整合光接收裝置 1001中,一單一第一 N型擴散區域7可以由一溝槽6’區隔, 而到達該第二P型磊晶層6。在此例中,在該光接收區域的 一側上的寄生電容,可比使用該隔離擴散結構的該向上及 向下高濃度擴散方法要更爲降低,藉此而改善該CR時間常 數。 圖2A,2B,2C,2D及2E所示爲製造該電路整合光接收裝 置1 000的一範例方法的橫截面圖。該電路整合光接收裝置 1 0 0 0的製造方法將述於下。 請參考圖2A ’其形成一 lxlO18 cm°或更高的尖峰濃度的p 型高濃度埋入層4 (P+),其可藉由一埋入擴散法或一磊晶成 長法來形成在具有一比電阻約40 Ώ cm的P型梦基板3 ( P) 上。該具有約1 5 μιη的厚度之第一 P型磊晶層5 ( ρ·)可成長於 該Ρ型高濃度埋入層4,所以該層5具有在其表面上約200 Ώ cm的比電阻(該對應濃度約爲1 X 1 〇14 cm·3或更多)。該比 電阻設定爲這樣的値之原因是由於·而使一典型的自動掺 雜的濃度約爲1 X 1014 cm°或更小,而由於自動摻雜所造成 的反應特性的劣化可在濃度於1 X 1014 cm-3或更多時而避 免。 請參考圖2B,在該第一 P型磊晶層5的表面上,該NPN電 晶體的N型埋入區域8 (N+),用於該垂直PNP電晶體隔離的 第一 N型井區域9(N),最爲該垂直PNP電晶體的集極之ρ型 埋入層1 〇a ( P+),及每個元件之間隔離區域的一 ρ型埋入區 -20- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS M4規格(210X 297公釐) -------裝------訂------^線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 535286 A7 B7 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 五、發明説明(18 域1 Ob ( P ),及用於降低一陽極電阻的p型擴散區域Η (Ρ+),其係提供爲較該Ρ型埋入區域1〇b (ρ+)爲深且其可由 涊第一 Ρ型磊晶層5的表面擴大到該ρ型高濃度埋入層4來形 成。薇Ρ型擴散區域11的供應允許該陽極電阻的數値降低到 一習用値的一部份,藉此來改善該光二極體的反應速率。 m參考圖2C,該具有約200 Ω cm的比電阻的第二ρ型蟲晶 層6 (P〇(其對應濃度約爲1 X l〇i4 cm-3或更多),而約有2叫 的厚度會开> 成在該第一 ρ型磊晶層5。一第二Ν型井區域12係 形成在該第二Ρ型磊晶層6的ΝΡΝ電晶體區域中,而一 ρ型井 區域13係形成在該垂直ΡΝΡ電晶體區域中。然後,一L〇c〇s (區域氧化矽)步驟可執行,所以形成一氧化膜14 (隔離氧化 膜)的一隔離區域14a。請注意在圖2c中,整個陰影部份代 表該氧化膜14。 如上所述,一週邊電路元件,例如一電晶體,其使用一 井區域結構來提供,其不需要一習用的N型系晶層。因此, 該NPN電晶體及該PNP電晶體的特性可以無關於磊晶層來控 制,藉此可使用適用於光二極體所適合的P型磊晶層5及6。 請參考圖2D,一做爲該垂直pnp電晶體的基極區域的第 二N型擴散區域1 5 ( N),係形成在該ρ型井區域丨3。在該第 二N型井區域12,係形成該NPN電晶體的集極補償擴散的第 二N型擴散區域16 (N+)。然後,ρ型擴散區域17a,17b及17c (Ρ )成爲該NPN電晶體的基極區域,該垂直pnp電晶體的射 極區域,及該垂直PNP電晶體的集極接點區域,其分別形成 在該第二N型井區域12,該第一N型擴数區域15,及該ρ型 21 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210 X 297公釐) --------裝------訂-----線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 535286 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明(19 井區域13。再者,複晶矽區域18a,撕及w分別成爲該 NPN電晶體的射極區域,該NpN電晶體的集極接點區域,及 該垂直PNP電晶體的基極接點區域,而形成在該?型擴散區 域17a的個別表面上,其爲該刪電晶體的基極區域,該第 三N型擴散區域16,及該第一 N型擴散區域15。 請參考圖2E,複數個砷的第_N型擴散區域7做爲陰極, 其可形成在孩光二極體區域丨中該第二?型磊晶層6的表面 上。孩光二極體區域丨係使用一降低退火裝置或類似者來活 化。依此方式,可提供一相當淺的PN接面。在此例中,該 PN接面的深度約爲〇. 3 μιη或更少。因此,即使當信號光爲 短波長光時,小到約410 nm,在信號光偵測中施加反向偏 壓到該光二極體區域1,可造成大部份載子發生在該空乏層 30 (圖1) ’其由該第二P型磊晶層6及該第_N型擴散區域7 之間的▲介面(PN接面)來擴大。其可達到一高度的敏感 性。另外,該弟一 N型擴散區域7可包含其它的n型雜質, 例如鱗。 該P型咼濃度埋入層4及該P型擴散區域11可以視需要來省 略,藉以簡化該製造步驟。 再者,該光偵測光二極體部份可使用L〇C〇S來由隔離區 域來區隔(即溝槽6f)。特別是,一單一 n型擴散區域可先形 成,然後使用LOCOS來由隔離區域來區隔。 (範例2) 圖3A,3B及3C所示爲根據本發明的範例2來製造電路整合 光接收裝置2000的一範例方法的橫截面圖。該電路整合光 -22- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) t.-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 535286 A7 B7 五、發明説明(20 ) 接收裝置2000的方法之説明,將只針對與範例1的電路整合 光接收裝置1 000的結構及方法不同的地方。 開始時,先説明該電路整合光接收裝置2000的結構。請 參考圖3C’在一光二極體區域Γ中,依序提供一 P型碎基板 3 ( P),一 P型高濃度埋入層4 ( P+),及一第一 p型磊晶層5 (P·)(該層5的濃度約爲1 X 1014 cm·3或更多)。一第一N型擴散 區域7 (N)係埋入在該第一 P型磊晶層5的表面中。該第一 p 型磊晶層5及具有PN接面的該第一 N型擴散區域7,形成用 以偵測信號光的光偵測光二極體部份。 再者,在一週邊電路區域2’中,其提供一 P型矽基板3 (P),一 P型高濃度埋入層4 (P+),一第一 P型磊晶層5 (P-), 及一第一 N型磊晶層2 1 ( N)。説明於範例1中的一 NPN電晶 體及一垂直PNP電晶體係提供在該第一 P型磊晶層5及該N型 羞晶層2 1中。 與範例1不同的是,在範例2的週邊電路區域2’中的N型磊 晶層2 1係用來取代範例}的週邊電路區域2中該第二p型磊晶 層6。再者,該N型磊晶層2 1係提供在該週邊電路區域2’, 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 而不需要覆蓋該光偵測光二極體部份。另外,該第一 N型擴 散區域7係提供在該第一 p型羞晶層5之中。再者,即不需要 遠第一井區域12(圖2C)。 接下來’將説明該製造方法。圖2A及2B中所示的步驟係 與範例1的電路整合光接收裝置1000相同。與範例1不同的 是,因爲在該光二極體區域1,中的N型磊晶層2 1係較晚才移 除,該導電形式(P型或N型),及其比電阻(濃度)皆被最佳 -23- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(21〇 / 297公¥1 — ' 535286 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 五、發明説明(21 化’藉=符合要提供在該N型磊晶層。的一電晶體的特性。 舉例而言,該N型磊晶層21可具有N型的導電性,而—比電 阻約爲3 “。此代表範例2的製造步驟可以在類似於習用 製造步驟的條件下來進行。 請參考圖3A’ 一 P型埋入區域1〇b做爲一隔離區域,而該 光二極體區域1,即接受Si蝕刻,然後執行一L〇c〇s*驟來形 成一氧化膜1 4。 請t考圖3B,僅有在光二極體區域丨,中的氧化膜14可被移 除,藉以形成一溝槽,其曝露該第一 p型磊 。一 射膜22係形成在該第一P型磊晶層5的表面上,其可曝露在 该溝槽的底側。依此方式,該光二極體區域丨除了溝渠之 外’係使用LOCOS步驟配合矽蝕刻來形成。此是因爲僅使 用矽蝕刻’因爲乾式蝕刻會在一半導體表面中發生損害。 在這樣的狀況下,載子重組的發生會在該表面附近增加, 而造成一光二極體的感光度的降低。這種不利的效應可藉 由氧化使用LOCOS蝕刻的表面來避免,並移除該氧化膜, 藉此防止因爲此效應的劣化。 請參考圖3C,在以類似於範例1的製造方法之方式來在該 週邊電路區域T中形成一電晶體之後,一第一 n型擴散區域 7可成爲在該光二極體區域Γ中的該第一 p型磊晶層5的表面 中的一陰極,即由砷離子植入來形成。該光二極體區域丨,係 使用一降低退火裝置或類似者來活化。另外,該第一 N型擴 散區域7可由摻雜其它的N型雜質來形成,例如磷。 類似於範例1,該P型高濃度埋入層4及該P型擴散區域11 24- 本紙張尺度適用中國國家樣準(CNS〉A4規格(210x297公釐) 裝------訂-----線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 535286 A7 B7 五、發明説明(22 ) 可視需要來省略。 範例2的該%路整合光接收裝置2〇⑽的優點在於,該n型 磊晶層h的$電阻並不一定要大(即該濃度並不一定要 低),因爲一第二半導體層,及該N型磊晶層21,並不提供 在該光:極體區域1,中。其可難控制一薄的低濃度磊晶層, 而其比電阻可由於由硼來隔離元件的自動摻雜而限制到約 100 Ω cm因此其很難製造具有約1 〇〇 Ω cm的比電阻之薄的 低=度磊晶層。相反地,在範例2中,可使用該厚的第一p 型磊晶層5,藉此該層5可具有大約爲5〇〇 Ω⑽的比電阻。 此可改善一光二極體的頻率特性的改善。類似於範例1,該 Ν型擴散區域7可由該溝槽6,所區隔(圖1Β)。 (範例3) 圖4Α,4Β及4C所示爲根據本發明的範例3之電路整合光接 收裝置3000的橫截面圖。該電路整合光接收裝置3〇〇〇將可 僅説明與氣例2的電路整合光接收裝置2〇〇〇不同的地方。 在範例3的電路整合光接收裝置3〇〇〇中,一ρ型半導體基 板25 (Ρ )已事先形成,而取代該第一 ρ型磊晶層$ (圖3C)。 此是因爲其容易來造成該基板具有約1〇〇〇 Ωςιη或更多的比 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) %阻’其可大於由一羞晶層所達到的一高比電阻。這樣的 結構之好處在於可進一步降低一接面電容。 再者’该Ρ型矽基板3及該ρ型高濃度埋入層4 (圖3C)並未 提供在该Ρ型基板2 5之下。因此,該ρ型擴教區域丨丨不會到 達該Ρ型基板25的底側,而該擴散會停止於比該ρ型埋入區 域1 Ob更深的位置。除此之外,範例3的電路整合光接收裝 -25- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(2丨〇><297公慶) 535286 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 ________B7 ____ 五、發明説明(23 ) 置3000係與範例2相同。 在範例3中,如圖4B所示,一具有約4 Ω cm的低比電阻層 4’ (P+),及具有約1000 Ω cm或更多的比電阻之晶圓 3’(P),其可依此順序附著在該p型半導體基板25之下。另 外’具有約1000 Ω cm或更多的比電阻之晶圓3’,其包含具 有約4 Ω cm的低比電阻的層4,,其具有一約爲4 Ω cm的低比 電阻,而一高濃度埋入層則附著於該p型半導體基板25。在 這些例子中,可以達到具有一小電容的理想化光二極體。 再者’如圖4 C所示’僅有南濃度埋入層4 ’可被附著到該p型 半導體基板25的下側。類似於範例1,該n型擴散區域7,其 可由溝槽6,所區隔(圖1B)。 請注意範例例1到3,在整個晶片中形成該光二極體及導 體的電極接點,可以爲了簡化的緣故來省略。 如上所述,根據本發明,其中具有提供了由長波長到短 波長的廣範圍之高感光度及反應特性之光偵測光二極體, 並可在相同的基板上簡易地形成一電路元件,其具有低成 本及高效能。 對本技藝中專業人士可以瞭解到,在不背離本發明的範 圍及精神之下,可進行許多其它的修正。因此,其並不是 要以所附具體實施例的範圍來限制此處所提出的說明,而. 是將該申請專利範圍做廣義的解釋。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝· 訂 線 -26

Claims (1)

  1. 535286 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8 __ 六、 申請專利範圍 1. 一種電路整合光接收裝置,其包含: 一第一導電形式的一第一半導體基板; 該第一導電形式的一第一半導體層; 該第一導電形式的一第二半導體層; 該第二導電形式的一擴散區域,其提供在該第/導電 形式的該第二半導體層的一第一部份中; 一提供在該第一導電形式的該第一半導體層的該第一 部份及該第一導電形式的該第二半導體層的一第二部份 中的電路元件, 其中: 該第一導電形式的該第二半導體層及該第二導電形式 的該擴散區域形成一光偵測光二極體部份;及 該第二導電形式的該擴散區域的擴散深度係小於或等 於短波長信號光的穿越深度。 ‘ 2. 如申請專利範圍第1項之電路整合光接收裝置,其中該 第二導電形式的該擴散區域的該擴散深度係小於或等於 0. 3 μιη 0 3. 如申請專利範圍第2項之電路整合光接收裝置,其中該 短波長信號光爲藍光。 4. 如申請專利範圍第1項之電路整合光接收裝置,其中該 第一導電形式的該第一半導體層的一表面雜質濃度係大 於或等於1 X 1014 cm·3。 5·如申請專利範圍第1項之電路整合光接收裝置,其中該 第一導電形式的該第一半導體層及該第一導電形式的該 ____J7:_____ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公髮) -------------------1---------. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 6 8 2 5 3 5 A8B8C8D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 第二半導體層的雜質濃度,使得當在偵測到或仏號光. 所施加於該光偵測光二極體部份的反向偏壓時上之 層町由該第一導電形式的該第二半導體層及該第二導e 形武的該擴散區域之間的一介面擴大到該第一導電形式 的該第二半導體層側,而到達比該第一導電形式的該第 /半導體層及該第一導電形式的該第二半導體層之間/ 介面更深的位置。 6如申請專利範圍第1項之電路整合光接收裝置,其中該 第/導電形式的一高濃度埋入層係提供於該第一導電形 式的該第一半導體基板與該第一導電形式的該第一半導 體層之間,其中該高濃度埋入層的一雜質濃度係大於該 第一導電形式的該第一半導體層之雜質濃度。 7. 如申請專利範圍第6項之電路整合光接收裝置,其中該 第一導電形式的該高濃度埋入層係由一埋入擴散法或一 羞晶成長法所提供。 8. 如申請專利範圍第1項之電路整合光接收裝置,其中: 該第一導電形式的該第一半導體層的該第一部份及該 第一導電形式的該第二半導體層的該第二部份具有一 N 型井區域及一 P型井區域;及 該電路元件係使用该N型井區域及該p型井區域來提 供0 9·如申請專利範圍弟1項之電路整合光接收裝置,其中該 •第一導電形式的一隔離擴散區域係提供於該光偵測光二 極體邵份及該電路元件之間’其中該隔離擴散區域的一 __ - 28 - ^氏張尺度適用中_家標準(5SS)A4規格(210 X 297公爱) -- -----------·裝 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂---------· 535286 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8 ___六、申請專利範圍 雜質濃度係大於該第一導電形式的該第一半導體層的一 雜質濃度,而該第一導電形式的該隔離擴散區域可到達 比該光偵測光二極體部份及該電路元件更冰的位置。 1〇.如申請專利範圍第1項之電路整合光接收裝置,其中每 個該第一導電形式的該第一半導體層及該第一導電形式 的該第二半導體層的一雜質濃度係大於或等於1 X 1014 cm° 0 11. 如申請專利範圍第1項之電路整合光接收裝置,其中該 第二導電形式的該擴散區域係由該第一導電形式的該第 二半導體層所區分成複數個區域。 12. 如申請專利範圍第1項之電路整合光接收裝置,其中該 第二導電形式的該擴散區域係由一溝槽區分成複數個區 域0 13·如申請專利範圍第12項之電路整合光接收裝置,其中該 溝槽係由一 LOCOS法來提供。 14. 一種電路整合光接收裝置,其包·含: 一第一導電形式的一第一半導體基板; 該第一導電形式的一第一半導體層; 該第一導電形式的一第二半導體層,一第一溝槽到達 提供在該第二半導體層中該第一導電形式的該第一半導 體層; 一弟一導電形式的一擴散區域,其提供在該第一導電 形式的該第一半導體層的一第一部份中,該第一部份係 曝露於該第一溝槽的底側;及 ------------裝---- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂--- # _ -29- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公爱) 2 5 3 5 6 8 A8B8C8D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 r^" 六、申請專利範圍 一提供在該第一導電形式的該第一半導體層的該第二 部份及該第一導電形式的該第二半導體層的一第一部份 中的電路元件, 其中: 該第一導電形式的該第一半導體層及該第二導電形式 的該擴散區域形成一光偵測光二極體部份;及 該第二導電形式的該擴散區域的擴散深度係小於或等 於短波長信號光的穿越深度。 15.如申請專利範圍第14項之電路整合光接收裝置,其中該 第二導電形式的該擴散區域的該擴散深度係小於或等於 0. 3 μιη。 如申請專利範圍第15項之電路整合光接收裝置,其中該 短波長信號光爲藍光。 17. 如申請專利範圍第14項之電路整合光接收裝置,其中該 第一導電形式的一高濃度埋入層係提供在該第一導電形 式的該第一半導體基板及該第一導電形式的該第一半導 體層,其中該高濃度埋入層的一雜質濃度係大於該第一 導電形式的該第一半導體層的一雜質濃度。 18. 如申請專利範圍第17項之電路整合光接收裝置,其中該 第一導電形式的該高濃度埋入層係由一埋入擴散法或一 磊晶成長法所提供。 19. 如申請專利範圍第14項之電路整合光接收裝置,其中: 該第一導電形式的該第一半導體層的該第二部份及該 第一導電形式的該第二半導體層的該第一部份具有一Ν ________________一 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 χ 297公釐) " " ^--------^--------- f請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 535286 經濟部智慧財產局員K消費合作社印製 A8 B8 C8 D8 Μ、申請專利範圍 型井區域及一 Ρ型井區域;及 該電路元件係使用該Ν型井區域及該Ρ型井區域來提 供。 2〇·如申請專利範圍第14項之電路整合光接收裝置,其中該 第一導電形式的一隔離擴散區域係提供在該光偵測光二 極體部份及該電路元件之間所提供,其中該隔離擴散區 域的一雜質濃度係大於該第一導電形式的該第一半導體 層的一雜質濃度,及該隔離擴散區域可到達比該光偵測 光二極體部份及該電路元件更深的位置。 21_如申請專利範圍第14項之電路整合光接收裝置,其中該 第一導電形式的該第一半導體層的一雜質濃度係大於或 等於 1 X 1〇14 cm-3。 22. 如申請專利範圍第14項之電路整合光接收裝置,其中該 第一導電形式的該擴散區域係由該第一導電形式的該第 一半導體層區分成複數個區域。 23. 如申請專利範圍第14項之電路整合光接收裝置,其中該 第二導電形式的該擴散區域係由一第二溝槽區分成複數 個區域。 24·如申請專利範圍第14項之電路整合光接收裝置,其中該 第一溝槽係由一LOCOS法來提供。 25· 一種電路整合光接收裝置,其包含: —第一導電形式的一第一半導體基板; 、該第一導電形式的一第一半導體層,一第一溝槽可到 達提供於該第一半導體層中的該第一導電形式的該第一 -31 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 χ297公釐) -----------裝------ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) a n n #· 535286 A8 B8 C8 D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 半導體基板; 一第二導電形式的一擴散區域,其提供在該第/ 形式的該第一半導體層的一第一部份中,該第/部 曝露在該第一溝槽的底面;及 一提供在該第一導電形式的該第一半導體層的, 部份及該第一導電形式的該第一半導體層的該第/ 中的電路元件, 其中: 該第一導電形式的該第一半導體基板及該第二導 式的該擴散區域形成一光偵測光二極體部份;及 該第二導電形式的該擴散區域的擴散深度係小於 於短波長信號光的穿越深度。 26·如申請專利範圍第25項之電路整合光接收裝置,其 第二導電形式的該擴散區域的該擴散深度係小於戒 0. 3 μπι。 27. 如申請專利範圍第26項之電路整合光接收裝置,其 短波長信號光爲藍光。 28. 如申請專利範圍第25項之電路整合光接收裝置,其 第^一導電形式的一弟二半導體基板係提供在該弟 形式的該第一半導體基板的底側,其中該第一導電 的一高濃度埋入層,其雜質濃度係大於該第一導電 的該第一半導體基板的一雜質濃度,係提供在該第 電形式的該第二半導體基板中。 29. 如申請專利範圍第25項之電路整合光接收裝置,其 導電 份係 第二 部份 電形 戒等 中該 等於 中該 中該 導電 形式 形式 /導 中該
    本紙張尺度iiiT涵國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐 -----------裝 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂--------- 535286 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 第一導電形式的一第二半導體基板係提供在該第一導電 形式的該第一半導體基板的底側,其中該第一導電形式 的該第二半導體基板之雜質濃度會大於該第一導電形式 的該第一半導體基板的雜質濃度。 30. 如申請專利範圍第25項之電路整合光接收裝置,其中·· 該第一導電形式的該第一半導體基板的該第二部份及 該第一導電形式的該第一半導體層的該第一部份具有一 N型井區域及一 P型井區域;及 該電路元件係使用該N型井區域及該P型井區域所提 供。 31. 如申請專利範圍第25項之電路整合光接收裝置,其中該 第一導電形式的一隔離擴散區域係提供在該光偵測光二 極體部份及該電路元件之間,其中該隔離擴散區域的一 雜質濃度係大於該第一導電形式的該第一半導體基板的 一雜質濃度,而該隔離擴散區域可到達比該光偵測光二 極體部份及該電路元件更深的位置。 32. 如申請專利範圍第25項之電路整合光接收裝置,其中該 第一導電形式的該第一半導體層的一雜質濃度係大於或 等於 1 X 1014 cm°。 33. 如申請專利範圍第25項之電路整合光接收裝置,其中該 第二導電形式的該擴散區域係由該第一導電形式的該第 一半導體層區分成複數個區域。 34. 如申請專利範圍第25項之電路整合光接收裝置,其中該 第二導電形式的該擴散區域係由一第一溝槽區分成複數 _-_33j_______ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公爱) -ϋ —ml II I II I —^1 1 I « II I 1·· n n H· ϋ 一I n n n n n ϋ n I ' (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 535286 A8 B8 C8 D8 、申請專利範圍 個區域。 35.如申請專利範圍第25項之電路整合光接收裝置,其中該 第一溝槽係由一 LOCOS法來提供。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -34 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐)
TW090107516A 2000-03-29 2001-03-29 Circuit-incorporating light receiving device TW535286B (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000090493A JP2001284629A (ja) 2000-03-29 2000-03-29 回路内蔵受光素子

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW535286B true TW535286B (en) 2003-06-01

Family

ID=18606096

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW090107516A TW535286B (en) 2000-03-29 2001-03-29 Circuit-incorporating light receiving device

Country Status (5)

Country Link
US (1) US6492702B2 (zh)
JP (1) JP2001284629A (zh)
KR (1) KR100428926B1 (zh)
CN (1) CN1220267C (zh)
TW (1) TW535286B (zh)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002083949A (ja) * 2000-09-07 2002-03-22 Nec Corp Cmosイメージセンサ及びその製造方法
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
JP4940511B2 (ja) * 2001-07-05 2012-05-30 ソニー株式会社 半導体装置およびその製造方法
JP2003092424A (ja) 2001-07-12 2003-03-28 Sharp Corp 分割型受光素子および回路内蔵型受光素子および光ディスク装置
US7122408B2 (en) * 2003-06-16 2006-10-17 Micron Technology, Inc. Photodiode with ultra-shallow junction for high quantum efficiency CMOS image sensor and method of formation
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
JP4100474B2 (ja) * 2004-07-30 2008-06-11 松下電器産業株式会社 光半導体装置及びその製造方法
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
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
US20110089429A1 (en) * 2009-07-23 2011-04-21 Venkatraman Prabhakar Systems, methods and materials involving crystallization of substrates using a seed layer, as well as products produced by such processes
US8361890B2 (en) 2009-07-28 2013-01-29 Gigasi Solar, Inc. Systems, methods and materials including crystallization of substrates via sub-melt laser anneal, as well as products produced by such processes
WO2011020124A2 (en) * 2009-08-14 2011-02-17 Gigasi Solar, Inc. Backside only contact thin-film solar cells and devices, systems and methods of fabricating same, and products produced by processes thereof
KR101688831B1 (ko) * 2010-04-07 2016-12-22 삼성전자 주식회사 반도체 집적회로 장치 및 그 제조방법
JP6302216B2 (ja) * 2013-11-08 2018-03-28 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置およびその製造方法
JP6393070B2 (ja) * 2014-04-22 2018-09-19 キヤノン株式会社 固体撮像装置、その製造方法およびカメラ
CN113551783B (zh) * 2021-09-23 2021-12-21 西安中科立德红外科技有限公司 一种基于半导体集成电路工艺的混合成像探测器芯片

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61154063A (ja) * 1984-12-26 1986-07-12 Toshiba Corp 光半導体装置およびその製造方法
DE3876869D1 (de) * 1987-06-22 1993-02-04 Landis & Gyr Betriebs Ag Photodetektor fuer ultraviolett und verfahren zur herstellung.
JPS6442182A (en) * 1987-08-08 1989-02-14 Mitsubishi Electric Corp Manufacture of photodiode
JPH01205565A (ja) * 1988-02-12 1989-08-17 Hamamatsu Photonics Kk 光半導体装置およびその製造方法
JPH04151874A (ja) * 1990-10-15 1992-05-25 Hamamatsu Photonics Kk 半導体装置
JP2620655B2 (ja) * 1991-02-22 1997-06-18 三洋電機株式会社 光半導体装置
JPH04271172A (ja) * 1991-02-27 1992-09-28 Sanyo Electric Co Ltd 光半導体装置
JPH05226627A (ja) * 1992-02-10 1993-09-03 Sharp Corp 半導体装置
JP2793085B2 (ja) * 1992-06-25 1998-09-03 三洋電機株式会社 光半導体装置とその製造方法
JPH09219534A (ja) * 1995-12-06 1997-08-19 Sony Corp 受光素子、光ピツクアツプ及び半導体装置製造方法
JPH09213917A (ja) * 1996-01-31 1997-08-15 Sanyo Electric Co Ltd 光半導体集積回路装置
JP3449590B2 (ja) * 1996-05-16 2003-09-22 シャープ株式会社 回路内蔵受光素子
JPH09331080A (ja) * 1996-06-12 1997-12-22 Sony Corp 受光素子を含む半導体装置およびその製造方法
JP3975515B2 (ja) * 1997-08-18 2007-09-12 ソニー株式会社 受光素子を有する半導体装置とその製造方法
TW415103B (en) * 1998-03-02 2000-12-11 Ibm Si/SiGe optoelectronic integrated circuits
JPH11312823A (ja) * 1998-04-28 1999-11-09 Sharp Corp 受光素子

Also Published As

Publication number Publication date
JP2001284629A (ja) 2001-10-12
CN1318867A (zh) 2001-10-24
KR100428926B1 (ko) 2004-04-29
CN1220267C (zh) 2005-09-21
KR20010093774A (ko) 2001-10-29
US20010038096A1 (en) 2001-11-08
US6492702B2 (en) 2002-12-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TW535286B (en) Circuit-incorporating light receiving device
US6448614B2 (en) Circuit-incorporating photosensitive device
US7863701B2 (en) Optical semiconductor device and method for manufacturing the same
US6433374B1 (en) Light receiving device with built-in circuit
JP4131031B2 (ja) 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
US20100244177A1 (en) Photodiode cell structure of photodiode integrated circuit for optical pickup and method of manufacturing the same
JP5007614B2 (ja) Pinフォトダイオード
JP3798951B2 (ja) 回路内蔵受光素子、その製造方法および該受光素子を用いた光学装置
US20090115016A1 (en) Optical semiconductor device and method for manufacturing the same
JP2003152217A (ja) 受光素子を内蔵する半導体装置
KR100564587B1 (ko) 포토 다이오드 및 이의 제조 방법
JP4083553B2 (ja) 光半導体装置
JP2006210494A (ja) 光半導体装置
KR100651498B1 (ko) 다파장 수광소자 및 그 제조방법
JP4100474B2 (ja) 光半導体装置及びその製造方法
JP2008066446A (ja) 半導体積層構造および半導体素子
JPH05145051A (ja) 光半導体装置
JP2003037259A (ja) 半導体装置及びその製造方法
JP3086514B2 (ja) 光半導体装置
JP4084555B2 (ja) フォトダイオードを有する半導体装置の製造方法
JP2005183722A (ja) 受光素子を有する半導体装置
JP2005251805A (ja) 半導体受光装置
JP2005203741A (ja) 光半導体装置及びその製造方法
JP2005123224A (ja) 半導体チップおよびその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
GD4A Issue of patent certificate for granted invention patent
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees