TWI523210B - 感測器、半導體基板，以及半導體基板之製造方法 - Google Patents
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Description
本發明係關於一種感測器、半導體基板，以及半導體基板之製造方法。
專利文獻1中揭示一種在形成有信號轉送電路的信號轉送電路基板(矽基板)上方設置有光電轉換部的固體成像元件(imaging element)。光電轉換部例如將由在440至480nm具有能帶間隙(band gap)的InAlP所構成的第1光電轉換層、由在520至580nm具有能帶間隙的InGaAlP所構成的第2光電轉換層、以及由在較600nm更長波長側具有能帶間隙的GaAs所構成的第3光電轉換層積層所構成。
(專利文獻1)日本特開2006-66456號公報
直接躍遷型(direct transition type)的化合物半導體，由於在光吸收的量子效率高，因此適合作為感測器的材料。然而，在矽基板上使化合物半導體磊晶成長時，有由於矽基板和磊晶成長層的晶格常數(lattice constant)不同而形成貫通結晶層的缺陷之情形。在形成感測器的化合物半導體有貫通缺陷時，感測器的性能會降低，因而不佳。
為了解決上述的課題，在本發明的第1態樣中提供一
種感測器，係具備包含矽的基底基板、設置於基底基板的上方的晶種體、以及與晶種體晶格匹配或擬晶格匹配且由吸收光或熱生成載子的3至5族化合物半導體所構成的光熱吸收體，光熱吸收體係依入射至光熱吸收體的入射光或對光熱吸收體所施加的熱而輸出電信號者。
在本發明的第2態樣中提供一種半導體基板，係具備包含矽的基底基板、形成於基底基板的上方且具有使基底基板的表面露出的開口並可阻礙結晶成長的阻礙體、設置於開口內部的晶種體、以及與晶種體晶格匹配或擬晶格匹配且由吸收光或熱生成載子的3至5族化合物半導體所構成的光熱吸收體。
上述的感測器或半導體基板，可復具備形成於基底基板的上方且具有使基底基板的至少一部份區域露出的開口並可阻礙結晶成長的阻礙體，晶種體亦可形成於開口的內部。該阻礙體具有複數個開口時，該感測器可具備形成於複數個開口內的複數個光熱吸收體。
在該感測器或半導體基板中，舉例而言，光熱吸收體係具有Gax1In1-x1Ny1Pz1Asw1Sb1-y1-z1-w1(0≦x1≦1、0≦y1≦1、0≦z1≦1、0≦w1≦1，且0≦y1+z1+w1≦1)；晶種體係由Cx2Siy2Gez2Sn1-x2-y2-z2(0≦x2<1、0≦y2≦1、0≦z2≦1，且0<x2+y2+z2≦1)、或是Gax3In1-x3Ny3Pz3Asw2Sb1-y3-z3-w2(0≦x3≦1、0≦y3≦1、0≦z3≦1、0≦w2≦1，且0≦y3+z3+w2≦1)所構成。該光熱吸收體亦可為將由Gax1In1-x1Ny1Pz1Asw1Sb1-y1-z1-w1(0≦x1≦1、0≦y1≦1、0≦z1≦
1、0≦w1≦1，且0≦y1+z1+w1≦1)所構成的第1層、和由Gax4In1-x4Ny4Pz4Asw3Sb1-y4-z4-w3(0≦x4≦1、0≦y4≦1、0≦z4≦1、0≦w3≦1，且0≦y4+z4+w3≦1)所構成且禁帶寬較第1層的禁帶寬更大的第2層積層而成的超晶格構造體。
此外，晶種體可由Cx2Siy2Gez2Sn1-x2-y2-z2(0≦x2<1、0≦y2≦1、0≦z2≦1，且0<x2+y2+z2≦1)所構成，鄰接於基底基板和晶種體的界面在基底基板內可復包含組成為Cx2Siy2’Gez2Sn1-x2-y2-z2(0≦x2<1、0<y2’≦1、0≦z2≦1、0<x2+y2+z2≦1，且y2<y2’<1)的界面區域。
上述的感測器和半導體基板，舉例而言，復具備鄰接形成於光熱吸收體的側壁且具有禁帶寬較光熱吸收體更大的半導體或是禁帶寬較光熱吸收體更大的介電體以抑制載子在側壁再結合的再結合抑制體。光熱吸收體可具有在距離與基底基板平行的面的中心的距離較大的位置成為較大的禁帶寬的組成分佈。x1≠1時，光熱吸收體亦可具有在距離中心的距離較大的位置In的比例變得較小的組成分佈。
該感測器和半導體基板中，舉例而言，基底基板係具有含有和矽的主體區域所含有的雜質相反的傳導型的雜質的雜質區域，光熱吸收體係透過晶種體和雜質區域電性結合。此外，基底基板亦可具有含有雜質的雜質區域，晶種體亦可鄰接設置於雜質區域，複數個光熱吸收體中的至少2個光熱吸收體亦可透過晶種體和雜質區域電性結合。
再者，該感測器亦可復具備使至少一部份的入射光聚光並入射至光熱吸收體的聚光部。該聚光部相對於基底基
板設置於和設置有光熱吸收體的側相反側使入射光聚光並隔著基底基板入射至光熱吸收體中的該感測器，亦可復具備配置於入射光入射至光熱吸收體的路徑上的濾光片。
該感測器亦可具備形成於基底基板的上方且具有使基底基板的至少一部份區域露出的複數個開口並可阻礙結晶成長的阻礙體、設置於複數個開口的複數個晶種體、以及設置於分別對應的各個複數個晶種體且分別與所對應的晶種體晶格匹配或擬晶格匹配的複數個光熱吸收體，聚光部係使入射光的至少一部份入射至各複數個光熱吸收體。
又，舉例而言，該感測器更可具備對應各個複數個光熱吸收體形成於基底基板的複數個增幅元件(amplifying element)、以及連接複數個增幅元件和複數個光熱吸收體形成於阻礙體上方的配線。上述晶種體亦可依入射光而產生電信號。
本發明的第3態樣中提供一種半導體基板之製造方法，係具備：在包含矽的基底基板的上方形成阻礙體的步驟；在阻礙體形成使基底基板表面露出的開口的步驟；在開口的內部形成晶種體的步驟；加熱晶種體的步驟；以及使由吸收光或熱生成載子的3至5族化合物半導體所構成的光熱吸收體與晶種體晶格匹配或擬晶格匹配而於經加熱的晶種體上磊晶成長的步驟。
該製造方法可復具備加熱晶種體的步驟，並且，在形成光熱吸收體的步驟中使光熱吸收體在經加熱的晶種體的上方磊晶成長。此外，在形成晶種體的步驟中，亦可形成
由Cx2Siy2Gez2Sn1-x2-y2-z2(0≦x2<1、0≦y2≦1、0≦z2≦1，且0<x2+y2+z2≦1)、或是Gax3In1-x3Ny3Pz3Asw2Sb1-y3-z3-w2(0≦x3≦1、0≦y3≦1、0≦z3≦1、0≦w2≦1，且0≦y3+z3+w2≦1)所構成的晶種體，在加熱晶種體的步驟中，亦可鄰接於基底基板和前述晶種體的界面在基底基板內形成組成為Cx2Siy2’Gez2Sn1-x2-y2-z2(0≦x2<1、0<y2’≦1、0≦z2≦1、0<x2+y2+z2≦1，且y2<y2’<1)的界面區域，在形成光熱吸收體的步驟中，亦可使由Gax1In1-x1Ny1Pz1Asw1Sb1-y1-z1-w1(0≦x1≦1、0≦y1≦1、0≦z1≦1、0≦w1≦1，且0≦y1+z1+w1≦1)所構成的光熱吸收體磊晶成長。
在加熱晶種體的步驟中，亦可照射晶種體的吸收係數較阻礙體的吸收係數更大的電磁波。該電磁波，例如是雷射光。
第1A圖係表示半導體基板100的剖面之一例。半導體基板100係具備基底基板102、阻礙體104、晶種體110以及光熱吸收體120。
基底基板102係包含矽。作為包含矽的基板，可列舉如表面為矽的基板。舉例而言，基底基板102係基板全體為矽的Si基板(晶圓(wafer))、或基板的一部份為矽的SOI(silicon-on-insulator，絕緣層上覆矽)基板。基底基板102，例如是B摻雜量為2.0×1019cm-3的Si基板。
阻礙體104係形成於基底基板102的上方。阻礙體104係具有使基底基板102表面露出的開口106。阻礙體104
係阻礙結晶的成長。具體而言，以磊晶成長法使半導體結晶成長時，阻礙體104的表面會阻礙半導體結晶的磊晶成長。這樣的結果，使得半導體結晶在開口106內部選擇性地磊晶成長。
阻礙體104的厚度，例如是在0.05μm以上5μm以下。開口106的大小，以能夠以無錯位形成在開口106內部選擇性地成長的半導體的大小為較佳。阻礙體104例如是氧化矽層、氮化矽層、氮氧化矽層等、或是積層該些層而成的層。阻礙體104例如是以熱氧化法以及CVD法等所形成。
晶種體110係形成於開口106的內部。晶種體110例如是與基底基板102晶格匹配或是擬晶格匹配的半導體。舉例而言，晶種體110為Cx2Siy2Gez2Sn1-x2-y2-z2(0≦x2<1、0≦y2≦1、0≦z2≦1，且0<x2+y2+z2≦1)。亦即，晶種體110例如為Si、Ge的一元系半導體或金屬。晶種體110亦可為如SiC、SiGe、SiSn、GeSn的二元系化合物半導體。晶種體110亦可為如CSiGe、SiGeSn的三元系化合物。晶種體110亦可為如CSiGeSn的四元系化合物。
在本說明書中，所謂的「擬晶格匹配」係指，雖非完全的晶格匹配，但互相鄰接的2個半導體的晶格常數的差相當小而可在發生因晶格不匹配所產生的缺陷不顯著的範圍內將互相鄰接的2個半導體積層的狀態。此時，由於各半導體的結晶晶格在可彈性變形的範圍內變形，因此吸收上述晶格常數的差。舉例而言，Ge和GaAs、InGaAs或InGaP
的積層狀態，即為擬晶格匹配的狀態。
此外，晶種體110亦可為Gax3In1-x3Ny3Pz3Asw2Sb1-y3-z3-w2(0≦x3≦1、0≦y3≦1、0≦z3≦1、0≦w2≦1，且0≦y3+z3+w2≦1)。例如，晶種體110為GaAs。
晶種體110係由Cx2Siy2Gez2Sn1-x2-y2-z2(0≦x2<1、0≦y2≦1、0≦z2≦1，且0<x2+y2+z2≦1)所構成，在較基底基板102和晶種體110的界面更靠近基底基板102側，可進一步包含由Cx2Siy2’Gez2Sn1-x2-y2-z2(0≦x2<1、0<y2’≦1、0≦z2≦1、0<x2+y2+z2≦1，且y2<y2’<1)所構成的結晶層。
晶種體110亦可包含複數層。晶種體110係提供適於光熱吸收體120結晶成長的結晶晶種面。晶種體110可抑制存在於基底基板120表面的雜質對於光熱吸收體120的結晶性造成不良影響。晶種體110係鄰接於在開口106內部使表面露出的基底基板102，例如以磊晶成長所形成。
光熱吸收體120為吸收光或熱生成載子的3至5族化合物半導體。舉例而言，光熱吸收體120係吸收光後產生電子和電洞，並輸出電信號。光熱吸收體120亦具有作為依因受熱而增加的電子和電洞的量而輸出電信號的熱感測器的機能。
光熱吸收體120，其一例為，與晶種體110晶格匹配或擬晶格匹配的Gax1In1-x1Ny1Pz1Asw1Sb1-y1-z1-w1(0≦x1≦1、0≦y1≦1、0≦z1≦1、0≦w1≦1，且0≦y1+z1+w1≦1)。光熱吸收體120亦可具有複數層。光熱吸收體120亦可具
有異質接面(heterojunction)。光熱吸收體120亦可具有PN接面。
光熱吸收體120，例如是鄰接於晶種體110，以磊晶成長所形成。半導體基板100亦可在晶種體110和光熱吸收體120之間具備其他的半導體。舉例而言，光熱吸收體120亦可在晶種體110和光熱吸收體120之間形成的緩衝層上，以磊晶成長形成。
第1B圖係表示感測器150的剖面之一例。感測器150係具備基底基板102、晶種體110以及光熱吸收體120。感測器150係由將阻礙體104從半導體基板100移除所形成。感測器150中，亦可與半導體基板100同樣具備阻礙體104，在阻礙體104中形成的開口106內部形成有晶種體110。
第2圖係表示感測器200的剖面之一例。感測器200例如偵測入射光。感測器200係具備基底基板202、阱(well)203、阻礙體204、第1晶種體212、第2晶種體214、陽極層216、漂移(drift)層218、陰極層220、接觸層222、鈍化(passivation)層224、絕緣膜226、上部電極層228、以及配線230。
感測器200係具備形成在阻礙體204形成的複數個開口206內部的複數個光熱吸收體。在第2圖中，雖然僅列示光熱吸收體C1以及光熱吸收體C2的2個光熱吸收體，但可具備更多的光熱吸收體。此外，光熱吸收體C1以及光熱吸收體C2係具有相同的構成。因此，在以下的說明中，
雖然以光熱吸收體C1為中心進行說明，但除非特別加註光熱吸收體C2的說明，光熱吸收體C1中的說明亦可適用於光熱吸收體C2。
基底基板202係對應第1A圖中的基底基板102。基底基板202例如是以雜質原子的摻雜量在1×1015cm-3以上1×1021cm-3以下的P型Si基板。其中一例，基底基板202為B的摻雜量為2×1019cm-3的P型Si基板。
阻礙體204係對應阻礙體104。阻礙體204例如具有複數個開口206。感測器200係藉由在阻礙體204設置2個開口206，在各個開口206的內部使第1晶種體212選擇性地成長而形成。
感測器200所具備的晶種體，亦可具有2層構造。舉例而言，光熱吸收體C1係具有第1晶種體212和第2晶種體214。第1晶種體212和第2晶種體214係對應第1A圖中的晶種體110。
第1晶種體212和第2晶種體214亦可具有分別相異的組成。舉例而言，基底基板202為Si基板且陽極層216為GaAs時，第1晶種體212為SiGe的結晶，第2晶種體214為具有與GaAs相近晶格常數的Ge結晶。因光熱吸收體C1具有上述組成，而可有效緩和因Si和GaAs的晶格常數相異所產生的內部應力，因而能夠抑制結晶缺陷的形成。
並且，在本實施型態中，雖然說明由基底基板202側開始依序積層陽極層216、漂移層218和陰極層220而構成光感測器的例，但陽極層216、漂移層218和陰極層220
積層的順序亦可相反。舉例而言，亦可由基底基板202側開始依序積層陰極層220、漂移層218、陽極層216。在此情況下，陰極層220亦可為與第2晶種體214晶格匹配或擬晶格匹配的Gax1In1-x1Ny1Pz1Asw1Sb1-y1-z1-w1(0≦x1≦1、0≦y1≦1、0≦z1≦1、0≦w1≦1，且0≦y1+z1+w1≦1)。在以下說明的實施態樣以及實施例中，以基底基板為基準積層陽極層、漂移層以及陰極層的順序，可為陽極層、漂移層、陰極層的順序，或是陰極層、漂移層、陽極層的順序中的任一者。
第1晶種體212為雜質原子的摻雜量在1×1015cm-3以上1×1021cm-3以下的P型SiGe。其一例為，第1晶種體212為Ga、Al或B的摻雜量為2×1019cm-3的P型Si0.1Ge。第1晶種體212，例如具有0.001μm以上1μm以下的厚度。其一例為，第1晶種體212具有0.02μm的厚度。
第2晶種體214例如為Ge。第2晶種體214，例如具有0.05μm以上5μm以下的厚度。其一例為，第2晶種體214具有2.0μm的厚度。
陽極層216、漂移層218以及陰極層220係對應第1A圖所示之光熱吸收體120。陽極層216為與第2晶種體214晶格匹配或擬晶格匹配的Gax1In1-x1Ny1Pz1Asw1Sb1-y1-z1-w1(0≦x1≦1、0≦y1≦1、0≦z1≦1、0≦w1≦1，且0≦y1+z1+w1≦1)。
陽極層216為雜質原子的摻雜量為5×1017cm-3以上1×1021cm-3以下的P型InGaAs。其一例為，陽極層216為Zn
的摻雜量為5×1018cm-3以上的P型In0.03Ga0.97As。陽極層216例如具有0.05μm以上1μm以下的厚度。其一例為，陽極層216具有0.5μm的厚度。
陽極層216係藉由鄰接於第2晶種體214磊晶成長而形成。光熱吸收體C1亦可在陽極層216和第2晶種體214之間具有其它的半導體層。舉例而言，光熱吸收體C1係具有設置在陽極層216和第2晶種體214之間的緩衝層。此時，陽極層216亦可藉由在該緩衝層上磊晶成長而形成。
漂移層218為與陽極層216晶格匹配或擬晶格匹配的Gax1In1-x1Ny1Pz1Asw1Sb1-y1-z1-w1(0≦x1≦1、0≦y1≦1、0≦z1≦1、0≦w1≦1，且0≦y1+z1+w1≦1)。漂移層218，例如藉由鄰接於陽極層216磊晶成長而形成。
漂移層218可為I型的InGaAs，或是為雜質原子的摻雜量在2×1016cm-3以下的P型InGaAs。其一例為，漂移層218為P型In0.03Ga0.97As。漂移層218，例如具有0.3μm以上10μm以下的厚度。其一例為，漂移層218具有1.5μm的厚度。
陰極層220為與漂移層218晶格匹配或擬晶格匹配的Gax1In1-x1Ny1Pz1Asw1Sb1-y1-z1-w1(0≦x1≦1、0≦y1≦1、0≦z1≦1、0≦w1≦1，且0≦y1+z1+w1≦1)。陰極層220係藉由鄰接於漂移層218，例如磊晶成長而形成。
陰極層220為雜質原子的摻雜量在5×1017cm-3以上1×1021cm-3以下的N型InGaAs。其一例為，陰極層220為Si的摻雜量在2×1018cm-3以下的N型In0.03Ga0.97As。陰極層220
例如具有0.05μm以上1μm以下的厚度。其一例為，陰極層220具有0.1μm的厚度。
陽極層216、漂移層218以及陰極層220係，由In0.03Ga0.97As所構成時，例如具有1.35eV的禁帶寬。感測器200可吸收可見光以及近紅外線進行偵測。
接觸層222是為了確保形成於其上方之上部電極層228和陰極層220的導電性而設置的半導體。接觸層222例如具有與陰極層220相同的傳導型。接觸層222為與陰極層220晶格匹配或擬晶格匹配的半導體。接觸層222例如藉由磊晶成長而形成於陰極層220上。
接觸層222，例如為雜質原子的摻雜量在1×1018cm-3以上1×1021cm-3以下的N型GaAs。其一例為，接觸層222為Si的摻雜量為6×1018cm-3的N型GaAs。接觸層222例如具有0.02μm以上1μm以下的厚度。其一例為，接觸層222具有0.05μm的厚度。
接觸層222，例如藉由鄰接於陰極層220磊晶成長而形成。光熱吸收體C1亦可在陰極層220和接觸層222之間具有其他半導體層。光熱吸收體C1係在陰極層220和接觸層222之間，例如具有窗口(window)層。
第1晶種體212、第2晶種體214、陽極層216、漂移層218、陰極層220以及接觸層222，能夠藉由磊晶成長法而形成。磊晶成長法可列示如：化學氣相沈積法(稱為CVD法)、有機金屬化學氣相沈積法(稱為MOCVD法)、分子束磊晶法(稱為MBE法)以及原子層成長法(稱為ALD法)等。
舉例而言，在基底基板202的上方以熱氧化法形成阻礙體204，以蝕刻(etching)等光微影法(photolithography)在阻礙體204形成使基底基板202表面露出的開口206。然後，以MOCVD法在該開口206的內部使第1晶種體212選擇性地成長。接著，依序使第2晶種體214、陽極層216、漂移層218、陰極層220以及接觸層222選擇性地成長。
藉由在開口206的內部使第1晶種體212選擇性地成長，能夠抑制因第1晶種體212和基底基板202的晶格常數相異所造成之晶格缺陷產生。結果，由於可得到結晶性高的第2晶種體214、陽極層216、漂移層218、陰極層220以及接觸層222，因此能夠提高感測器200的靈敏度。第1晶種體212、第2晶種體214、陽極層216、漂移層218、陰極層220以及接觸層222，可形成在阻礙體204的開口206內部，亦可其一部份超出開口206而形成在阻礙體204的上方。
上部電極層228係鄰接形成於接觸層222。上部電極層228係將光熱吸收體C1產生的電力輸出至外部。上部電極層228係具有導電性且具有不會遮斷入射至光熱吸收體C1的光的材料。作為上部電極層228的材料，可列示如：ITO(Indium Tin Oxide)以及ZnO等。上部電極層228的形成方法，可列舉如濺鍍法等。
阱203為形成在基底基板202中所含之矽的低電阻矽結晶層。光熱吸收體C1以及光熱吸收體C2係透過第1晶種體212、阱203、以及第2晶種體214電性結合。阱203
的一例，由該矽的主體區域電性分離。舉例而言，阱203具有和該矽相異的傳導型時，由於阱203和該矽之間形成PN接面，阱203由該矽的主體區域電性分離。光熱吸收體C1以及光熱吸收體C2產生的電信號，能夠從阱203和上部電極層228之間取出。
阱203能夠以離子注入法形成。舉例而言，可藉由以蝕刻等光微影法在基底基板202的上方形成在形成阱203的預定位置設置有開口的遮罩(mask)後注入離子，而形成阱203。舉例而言，在N型Si基底基板202注入B，形成P型阱203。
鈍化層224係形成於光熱吸收體C1的側壁，可抑制電荷在該側壁再結合。鈍化層224係具有較構成陽極層216、漂移層218以及陰極層220等構成光熱吸收體的半導體更大的禁帶寬。作為鈍化層224的材料，可列示如介電體。鈍化層224的形成方法，可列舉如：電漿CVD法、離子鍍覆法、濺鍍法、CVD法、MOCVD法、MBE法、以及ALD法等。
絕緣膜226係將各光熱吸收體電性分離。絕緣膜226的材料，可列舉如：Al2O3、SiO2以及ZrO2等。絕緣膜226能夠以電漿CVD法、離子鍍覆法、濺鍍法、CVD法、以及MOCVD法等形成。
配線230係連接於上部電極層228。配線230係透過上部電極層228取出由光熱吸收體C1所產生的電力。配線230的材料，可列舉如：Cu、Ag、Al等。配線230的形成
方法，可列舉如：CVD法、真空蒸鍍法、以及濺鍍法等。
第3至第5圖係表示感測器200製造過程中的剖面例。感測器200係藉由以半導體基板之製造方法處理半導體基板後連接光熱吸收體而製造，該半導體基板之製造方法係具備形成阱的步驟、形成阻礙體的步驟、形成晶種體的步驟、加熱晶種體的步驟、形成光熱吸收體的步驟、以及鈍化處理的步驟。
在形成阱的步驟中，在基底基板202形成阱203。舉例而言，在N型矽基板的基底基板202上形成P型阱203時，可藉由以蝕刻等光微影法在基底基板202的上方形成在形成阱203的預定位置具有開口的遮罩後注入B離子，而形成阱203。
在形成阻礙體的步驟中，如第3圖所示，在基底基板202的上方形成具有到達基底基板202的開口206的阻礙體204。阻礙體204的形成，例如是以熱氧化法，首先在基底基板202的全面形成氧化矽膜。可藉由以蝕刻等光微影法在氧化膜形成複數個使基底基板202表面露出的開口206，而形成阻礙體204。
在形成晶種體的步驟中，如第4圖所示，在開口206內部藉由選擇磊晶成長法形成由Cx2Siy2Gez2Sn1-x2-y2-z2(0≦x2<1、0≦y2≦1、0≦z2≦1，且0<x2+y2+z2≦1)、或是Gax3In1-x3Ny3Pz3Asw2Sb1-y3-z3-w2(0≦x3≦1、0≦y3≦1、0≦z3≦1、0≦w2≦1，且0≦y3+z3+w2≦1)所構成的第1晶種體212以及第2晶種體214。例如可使用MOCVD法使P型
SiGe的第1晶種體212和P型Ge的第2晶種體214磊晶成長。
具體而言，將形成有具有開口206的阻礙體204的Si基底基板202載置於減壓筒型MOCVD爐的加熱台上。爐內以高純度氫氣充分置換後，開始加熱基底基板202。結晶成長時的基板溫度，例如由500℃至800℃。使基底基板202安定在適當的溫度下後，將Si原料導入爐內，接著導入Ge原料，使P型SiGe的第1晶種體212磊晶成長。此外，亦可在第1晶種體212的上方使P型Ge的第2晶種體214磊晶成長。
Si的原料，可列舉如：氯矽烷、二氯矽烷、三氯矽烷、四氯矽烷、矽烷(silane)、或二矽烷。Ge的原料，可列舉如：鍺、四甲基鍺((CH3)4Ge)等。令受體(acceptor)雜質原子為Ga，作為含有顯示P型傳導型的雜質原子的化合物，可使用三甲基鎵(TMG)。
磊晶成長的條件之一例，可列舉如：反應爐內壓力0.1atm、成長溫度為650℃、成長速度1至3μm/hr。原料的載體氣體，可使用高純度的氫氣。形成後述的各半導體的情況，亦可藉由使用同樣的MOCVD法，調整原料氣體、爐內壓力、成長溫度、成長時間等參數，而進行磊晶成長。
在加熱晶種體的步驟中，加熱第1晶種體212以及第2晶種體214。加熱第1晶種體212以及第2晶種體214，可減低因基底基板202和第1晶種體212以及第2晶種體214的晶格常數相異造成在第1晶種體212以及第2晶種
體214內部發生錯位等晶格缺陷，因此能夠提升第1晶種體212以及第2晶種體214的結晶性。上述加熱可分作複數次進行。舉例而言，在未達第1晶種體212以及第2晶種體214的融點的溫度下實施高溫退火(annealing)後，以較高溫退火的溫度更低的溫度實施低溫退火。如這般2階段的退火，亦可反覆操作數次。
在加熱晶種體的步驟中，在較基底基板202和第1晶種體212的界面更靠近基底基板202側，亦可形成由Cx2Siy2’Gez2Sn1-x2-y2-z2(0≦x2<1、0<y2’≦1、0≦z2≦1、0≦x2+y2+z2≦1，且y2<y2’<1)所構成的結晶層。在加熱晶種體的步驟中，例如在晶種體上選擇性地照射晶種體的吸收係數較阻礙體的吸收係數更大的電磁波。上述電磁波，例如是雷射光。
亦可在形成第1晶種體212以及第2晶種體214全部後加熱第1晶種體212以及第2晶種體214。亦可在僅形成P型SiGe的第1晶種體212後施行上述加熱。在此種情況下，高溫退火的溫度以及時間，例如在850至900℃下2至10分鐘。低溫退火的溫度以及時間，例如在650至780℃下2至10分鐘。
在形成光熱吸收體的步驟中，如第4圖所示，以磊晶成長法在第2晶種體214的上方與第2晶種體214晶格匹配或擬晶格匹配，依序形成由Gax1In1-x1Ny1Pz1Asw1Sb1-y1-z1-w1(0≦x1≦1、0≦y1≦1、0≦z1≦1、0≦w1≦1，且0≦y1+z1+w1≦1)所構成的陽極層216、漂移層218以及陰極層
220。舉例而言，使用MOCVD法，首先鄰接於第2晶種體214使P型In0.03Ga0.97As的陽極層216磊晶成長。然後，在陽極層216的上方依序使P型In0.03Ga0.97As的漂移層218、以及N型In0.03Ga0.97As的陰極層220磊晶成長。再者，亦可使N型GaAs的接觸層222磊晶成長。
As的原料，可列示如三氫化砷(AsH3)。In的原料，可列示如三甲基銦(TMI)。作為受體雜質原子，更可列示如C、Zn等。作為予體(donor)雜質原子，可列示如：P、Si、Se、Ge、Sn、Te以及S等。
在鈍化處理的步驟中，如第5圖所示，在光熱吸收體C1以及光熱吸收體C2的側壁形成鈍化層224以及絕緣膜226，並形成上部電極層228。舉例而言，使用MOCVD法在光熱吸收體C1以及光熱吸收體C2的側面，以磊晶成長形成InGaP的鈍化層224。絕緣膜226，例如是以濺鍍法形成Al2O3膜、SiO2膜、ZrO2膜。
接著，以蝕刻等光微影法將形成上部電極層228的位置的絕緣膜226的一部分去除而設置開口，使接觸層222露出。然後，藉由形成在上部電極層228的形成位置設置有開口的遮罩之後，以濺鍍法形成例如是由ITO所構成的上部電極層228。之後，將遮罩剝離(lift-off)，如第5圖所示，形成上部電極層228。
在連接光熱吸收體的步驟中，如第2圖所示，形成配線230以連接光熱吸收體C1和光熱吸收體C2。舉例而言，可形成在形成配線230的位置設置有開口的遮罩後，以真
空蒸鍍法蒸鍍例如由Al所構成的金屬膜。然後，藉由剝離遮罩，形成配線230。
在第2圖中，透過阱203將光熱吸收體C1的陽極層216和光熱吸收體C2的陽極層216電性連接。因此，若以配線230連接各個陰極層220，可將光熱吸收體C1和光熱吸收體C2並聯連接。
第6圖係表示感測器300的剖面之一例。感測器300係具備基底基板302、阱303、阻礙體304、晶種體312、緩衝層314、陽極層316、漂移層318、陰極層320、窗口321、接觸層322、鈍化層324、絕緣膜326、上部電極層328以及配線330。
基底基板302係對應第2圖中的基底基板202。阱303係對應第2圖中的阱203。阻礙體304係對應第2圖中的阻礙體204。晶種體312係對應第2圖中的第1晶種體212，例如為SiGe。
接觸層322係對應第2圖中的接觸層222。鈍化層324係對應第2圖中的鈍化層224。絕緣膜326係對應第2圖中的絕緣膜226。上部電極層328係對應第2圖中的上部電極層228。配線330係對應第2圖中的配線230。在感測器300的說明中，有時省略說明和感測器200相同構成部分。
緩衝層314亦可具有較陽極層316、漂移層318以及陰極層320更大的禁帶寬。緩衝層314為抑制因光熱吸收體C1以及光熱吸收體C2的光電效果所產生之電荷再結合
的半導體。緩衝層314例如形成於晶種體312的上方。緩衝層314為與晶種體312晶格匹配或擬晶格匹配的半導體。
緩衝層314為雜質原子的摻雜量在1×1018cm-3以上5×1019cm-3以下的P型InP。其一例為，緩衝層314為Zn的摻雜量在5×1018cm-3以上的P型InP。緩衝層314例如具有0.1μm以上5μm以下的厚度。其一例為，緩衝層314具有0.5μm的厚度。
緩衝層314係藉由鄰接於晶種體312，例如磊晶成長而形成。磊晶成長法，可列舉如：CVD法、MOCVD法、MBE法以及ALD法等。舉例而言，緩衝層314係藉由以MOCVD法鄰接於在阻礙體304的開口306內部選擇性地成長的晶種體312磊晶成長而形成。緩衝層314可形成在阻礙體304的開口306內部，亦可其一部份超出開口306而形成在阻礙體304上方。形成InP的緩衝層314時，InP的原料，可列舉如三甲基銦(TMI)。P的原料，可列舉如膦(PH3)。
陽極層316係對應第2圖中的陽極層216。陽極層316例如是與緩衝層314晶格匹配或擬晶格匹配的Gax1In1-x1Ny1Pz1Asw1Sb1-y1-z1-w1(0≦x1≦1、0≦y1≦1、0≦z1≦1、0≦w1≦1，且0≦y1+z1+w1≦1)。
陽極層316為雜質原子的摻雜量在5×1017cm-3以上5×1019cm-3以下的P型InGaAs。其一例為，陽極層316為Zn的摻雜量在5×1018cm-3以上的P型In0.5Ga0.5As。陽極層316例如具有0.1μm以上2μm以下的厚度。其一例為，陽極層316具有0.2μm的厚度。陽極層316係藉由鄰接於緩衝
層314，例如磊晶成長而形成。
漂移層318係對應第2圖中的漂移層218。漂移層318例如是與陽極層316晶格匹配或擬晶格匹配的Gax1In1-x1Ny1Pz1Asw1Sb1-y1-z1-w1(0≦x1≦1、0≦y1≦1、0≦z1≦1、0≦w1≦1，且0≦y1+z1+w1≦1)。漂移層318係藉由鄰接於陽極層316，例如磊晶成長而形成。
漂移層318可為I型InGaAs、或亦可為雜質原子的摻雜量在2×1016cm-3以下的P型InGaAs。其一例為，漂移層318為P型In0.5Ga0.5As。漂移層318可具有0.3μm以上10μm以下的厚度。其一例為，漂移層318具有1.5μm的厚度。
陰極層320係對應第2圖中的陰極層220。陰極層320例如是與漂移層318晶格匹配或擬晶格匹配的Gax1In1-x1Ny1Pz1Asw1Sb1-y1-z1-w1(0≦x1≦1、0≦y1≦1、0≦z1≦1、0≦w1≦1，且0≦y1+z1+w1≦1)。陰極層320係藉由鄰接於漂移層318例如磊晶成長而形成。
陰極層320為雜質原子的摻雜量在5×1017cm-3以上5×1019cm-3以下的N型InGaAs。其一例為，陰極層320為Si的摻雜量為2×1018cm-3的N型In0.5Ga0.5As。陰極層320具有0.1μm以上2μm以下的厚度。其一例為，陰極層320具有0.1μm的厚度。
陽極層316、漂移層318以及陰極層320係，由In0.5Ga0.5As所構成時，具有0.89eV的禁帶寬。感測器300能夠吸收近紅外線進行偵測。
窗口321為抑制因光熱吸收體的光電效果所產生的電荷再結合的半導體。窗口321亦可具有較陽極層316、漂移層318以及陰極層320更大的禁帶寬。窗口321例如形成於陰極層320的上方。窗口321為與陰極層320晶格匹配或擬晶格匹配的半導體。
窗口321為雜質原子的摻雜量在5×1017cm-3以上5×1019cm-3以下的N型InP。其一例為，窗口321為Si的摻雜量為5×1018cm-3的N型InP。窗口321例如具有0.05μm以上2μm以下的厚度。其一例為，窗口321具有0.1μm的厚度。
窗口321係藉由鄰接於陰極層320，例如磊晶成長而形成。磊晶成長法，可列舉如：CVD法、MOCVD法、MBE法、以及ALD法等。舉例而言，窗口321係藉由以MOCVD法鄰接於選擇性地成長的陰極層320磊晶成長而形成。窗口321可形成於阻礙體304的開口306內部，亦可其一部份超出開口306而形成於阻礙體304上方。形成InP的窗口321時，In的原料可列示如三甲基銦(TMI)。P的原料可列舉如膦(PH3)。
第7圖係表示感測器400的剖面之一例。感測器400係具備基底基板402、阱403、阻礙體404、開口406、第1晶種體412、第2晶種體414、陽極層416、漂移層418、陰極層420、接觸層422、鈍化層424、絕緣膜426、上部電極層428以及配線430。
基底基板402係對應第2圖中的202。阱403係對應
第2圖中的阱203。阻礙體404以及開口406係對應第2圖中的阻礙體204以及開口206。第1晶種體412係對應第2圖中的第1晶種體212。第2晶種體414係對應第2圖中的第2晶種體214，例如為SiGe或為Ge。
陽極層416係對應第2圖中的陽極層216。陰極層420係對應第2圖中的陰極層220。接觸層422係對應第2圖中的接觸層222。鈍化層424係對應第2圖中的224。絕緣膜426係對應第2圖中的226。
上部電極層428係對應第2圖中的228。配線430係對應第2圖中的配線230。感測器400的說明中，有時省略說明和感測器200相同構成的部分。
漂移層418係對應第2圖中的漂移層218。漂移層418例如為將由Gax1In1-x1Ny1Pz1Asw1Sb1-y1-z1-w1(0≦x1≦1、0≦y1≦1、0≦z1≦1、0≦w1≦1，且0≦y1+z1+w1≦1)所構成的第1層、和由Gax4In1-x4Ny4Pz4Asw3Sb1-y4-z4-w3(0≦x4≦1、0≦y4≦1、0≦z4≦1、0≦w3≦1，且0≦y4+z4+w3≦1)所構成且禁帶寬較前述第1層的禁帶寬更大的第2層積層而成的超晶格構造體。
舉例而言，將以InGaAs作為第1層、以具有禁帶寬較InGaAs更大的禁帶寬的GaInP作為第2層的2層構造反覆操作75次，可形成超晶格構造體。該超晶格構造體中，InGaAs的第1層，例如具有0.003μm以上0.02μm以下的厚度。其一例為，InGaAs的第1層具有0.005μm的厚度。GaInP的第2層具有0.01μm以上0.05μm以下的厚
度。其一例為，GaInP的第2層具有0.013μm的厚度。
因漂移層418具有超晶格構造，而在導電帶(conductive band)內形成次能帶(subband)，故光熱吸收體C1以及光熱吸收體C2能夠藉由該次能帶間的電子躍遷吸收波長長的光。例如光熱吸收體C1以及光熱吸收體C2可吸收對應該禁帶寬的遠紅外線等光進行偵測。
第8圖係半導體基板100中的光熱吸收體的能帶之一例。第8圖的上半部係表示半導體基板100的剖面。第8圖的下半部表示光熱吸收體120的能帶。橫軸係表示光熱吸收體120中的與基底基板102平行的面內位置。縱軸係表示光熱吸收體120的能帶。下方的曲線係表示價電子帶的上端，上方的曲線係表示導電帶的下端，上方的曲線和下方的曲線之間的間隔係表示禁帶寬。
光熱吸收體120，例如在與基底基板102平行的面內，具有在距離與基板基板102平行的面的中心的距離較大的位置成為較大禁帶寬的組成分佈。換言之，光熱吸收體120係周邊部分的禁帶寬相較於中心部分變更大的組成分佈。
舉例而言，如第8圖所示，光熱吸收體120的中心部分具有Eg1的禁帶寬，周邊部分具有較Eg1大的Eg2禁帶寬。光熱吸收體120為SiGe時，藉由由中心部分朝周邊部分緩緩地增加Si的組成，光熱吸收體120係具有如第8圖所示變化的禁帶寬。光熱吸收體120為Gax1In1-x1Ny1Pz1Asw1Sb1-y1-z1-w1(0≦x1≦1、0≦y1≦1、0≦z1≦1、0≦w1≦1，且0≦y1+z1+w1≦1)時，因x1≠1時，具
有在距離中心的距離較大的位置In的比例變得較小的組成分佈，光熱吸收體120係具有如第8圖所示變化的禁帶寬。
光熱吸收體120的周邊部分，由於具有較中心部分更寬的禁帶寬Eg2，能夠抑制因光電轉換所產生的載子在周邊部分的再結合。上述感測器200中的陽極層216、漂移層218以及陰極層220中的任一層，亦可在與基底基板202平行的面內具有如第8所示變化的禁帶寬。
第9圖係表示感測器900的剖面之一例。感測器900係具有基底基板902、上部電極層972、配線978、濾光片979、光熱吸收體C1、光熱吸收體C2、光熱吸收體C3、聚光構件982、以及密封構件984。
基底基板902係對應感測器200中的基底基板202。上部電極層972係對應上部電極層228。配線978係對應配線230。光熱吸收體C1、光熱吸收體C2以及光熱吸收體C3係對應感測器200、感測器300或感測器400中的光熱吸收體C1。在以下的說明中，雖然以光熱吸收體C1為中心進行說明，但除非有特別加註光熱吸收體C2或光熱吸收體C3的說明以外，光熱吸收體C1的說明亦能適用於光熱吸收體C2以及光熱吸收體C3。
聚光構件982為使入射光聚光的聚光構件。聚光構件982為光學透鏡。聚光構件982例如藉由玻璃或是塑膠等可使光穿透的材料所構成。聚光構件982為具有可使光聚焦的透鏡效果的構件。
聚光構件982係以使所聚光的光入射至光熱吸收體C1、光熱吸收體C2以及光熱吸收體C3的方式配置。感測器900可具備對應各個光熱吸收體配置的複數個聚光構件982。使入射至各光熱吸收體的光聚焦的複數個聚光構件982，可如第9圖所示成形為一體。
濾光片979例如配置於入射光的路徑上。濾光片979例如具有吸收或反射較與光熱吸收體C1的禁帶寬相當之波長更長的光的機能。濾光片979可含有重金屬而具有耐放射線機能。
如第9圖所示，可使用密封構件984將感測器900密封成一體。密封構件984例如由玻璃或塑膠等的透明的材料所構成。密封構件984可和聚光構件982成形為一體。亦可用密封構件984維持聚光構件982。
感測器900亦可具備對應各個光熱吸收體的形成於基底基板902的增幅元件。該增幅元件係透過配線978連接於各個光熱吸收體。該增幅元件係增幅各光熱吸收體產生的電信號。配線978例如形成於阻礙體的上方。
第10圖係表示感測器1000的剖面之一例。感測器1000係具備基底基板1002、光熱吸收體C1、光熱吸收體C2、光熱吸收體C3、聚光構件1082以及密封構件1084。基底基板1002係對應感測器900中的基底基板902。
感測器1000係偵測由設置有光熱吸收體C1、光熱吸收體C2以及光熱吸收體C3的基底基板1002的面相反面入射的光。舉例而言，入射光為通過矽的紅外線時，入射光
係通過基底基板1002入射至光熱吸收體C1、光熱吸收體C2以及光熱吸收體C3。
聚光構件1082係對應感測器900中的聚光構件982。聚光構件1082係使入射至光熱吸收體C1、光熱吸收體C2以及光熱吸收體C3的光聚光。聚光構件1082係以使所聚光的光入射至光熱吸收體C1、光熱吸收體C2以及光熱吸收體C3的方式配置。感測器1000亦可具備分別對應各光熱吸收體配置的複數個聚光構件1082。使入射至各光熱吸收體的光聚焦的複數個聚光構件1082，可如第10圖所示成形為一體。
基底基板1002為Si基板時，聚光構件1082亦可為使能穿透Si基底基板1002的紅外線聚焦後入射至光熱吸收體C1的透鏡。Si基底基板1002係吸收具有超過Si禁帶寬的能量的光，而實現一種過濾器的效果。
第11圖係表示感測器1100之一例。感測器1100具備基底基板1102、阱1103、阻礙體1104、上部電極層1172、配線1178、光熱吸收體C1、光熱吸收體C2以及光熱吸收體C3。
基底基板1102係對應感測器200中的基底基板202。阱1103係對應阱203。阻礙體1104係對應阻礙體204。上部電極層1172係對應上部電極層228。配線1178係對應配線230。光熱吸收體C1、光熱吸收體C2以及光熱吸收體C3係對應感測器200中的光熱吸收體C1。
如第11圖所示，感測器1100中，連接於各光熱吸收
體底部的阱1103係互相分離獨立。若藉由配線1178將光熱吸收體C3的上部電極層1172連接於形成於光熱吸收體C2下部的阱1103並且將光熱吸收體C2的上部電極層1172連接於形成於光熱吸收體C1下部的阱1103，則可串聯連接光熱吸收體C1、光熱吸收體C2以及光熱吸收體C3。感測器1100產生的電信號，例如由光熱吸收體C1中的上部電極層1172和光熱吸收體C3中的阱1103之間輸出。
此外，若藉由配線1178將光熱吸收體C1的上部電極層1172、光熱吸收體C2的上部電極層1172、以及光熱吸收體C3的上部電極層1173連接並且藉由與配線1178相異的配線將位在光熱吸收體C1下部的阱1103、位在光熱吸收體C2下部的阱1103、以及位在光熱吸收體C3下部的阱1103連接，則可並聯連接光熱吸收體C1、光熱吸收體C2以及光熱吸收體C3。雖然以上僅表示將3個光熱吸收體連接的例子，然而感測器1100可具備相互連接的更多個光熱吸收體。
第12圖係表示感測器1200之一例。感測器1200係具備基底基板1202、阻礙體1204、上部電極層1272、配線1278、光熱吸收體C1、光熱吸收體C2以及光熱吸收體C3。
基底基板1202係對應感測器200中的基底基板202。阻礙體1204係對應阻礙體204。上部電極層1272係對應上部電極層228。配線1278係對應配線230。光熱吸收體C1光、光熱吸收體C2以及光熱吸收體C3係對應感測器200中的光熱吸收體C1。
基底基板1202的基板全體係具有導電性。光熱吸收體C1、光熱吸收體C2以及光熱吸收體C3的陽極層，例如是透過晶種體與基底基板1202電性結合。光熱吸收體C1、光熱吸收體C2以及光熱吸收體C3亦可透過基底基板1202互相電性結合。在此情況，若藉由配線1278將光熱吸收體C1的上部電極層1272、光熱吸收體C2的上部電極層1272以及光熱吸收體C3的上部電極層1272連接，則可並聯連接光熱吸收體C1、光熱吸收體C2以及光熱吸收體C3。雖然以上僅表示將3個光熱吸收體連接的例子，然而感測器1200可具備相互連接的更多個光熱吸收體。
在以上的實施態樣中，於包含Si的基板的上方形成具有開口的阻礙體，在該開口內選擇性地使晶種體、光熱吸收體磊晶成長。藉此，減低因Si和化合物半導體的晶格常數相異所引起的晶格缺陷，能夠形成結晶性高的光熱吸收體。由於提高光熱吸收體的結晶性，可獲得具有安定特性的感測器。此外，藉由組合聚光構件，可更加有效率地使光聚焦並使光入射至光熱吸收體，能提升感測器的靈敏度。
(實施例1)
製作第13圖中表示的感測器1300。作為包含矽的基底基板1302，準備基底基板1302全體為矽的P型Si基板。於基底基板1302的表面藉由熱氧化法形成氧化矽層，作為阻礙體1304。氧化矽層的厚度平均值為0.1μm。以光微影法在阻礙體1304的一部份形成使基底基板1302露出的複
數個開口1306。開口1306的大小為20μm×20μm。
基底基板1302係配置於反應爐的內部，形成Ge結晶層作為第1晶種體1312。以CVD法在開口1306內部選擇性地形成Ge結晶層。Ge結晶層，使用鍺為原料氣體，使反應爐內的壓力成為2.6kPa、溫度600℃，成膜厚度1μm。
接著，在反應爐中，Ge結晶層進行退火處理。以溫度800℃、時間10分鐘實行退火後，將以溫度680℃、時間10分鐘的退火重複進行10次。退火處理係於形成Ge結晶層後，在不將基底基板1302自反應爐中取出下實施。
Ge結晶層在退火後，以MOCVD法形成GaAs結晶層作為第2晶種體1314。使用三甲基鎵以及三氫化砷為原料氣體使GaAs結晶層磊晶成長。GaAs結晶層首先在550℃的成長溫度下使GaAs結晶成長後，在成長溫度650℃、反應爐內壓力為8.0kPa的條件下成膜。在開口1306內部，以Ge結晶層的表面作為晶種面使GaAs結晶層成長。
以蝕刻斑(etch pit)法檢查所得之Ge結晶層和GaAs結晶層的表面，在任一結晶層的表面皆未發現缺陷。以穿透式電子顯微鏡觀察此等結晶層的剖面，任一結晶層皆未發現貫通的錯位。
於所得之GaAs結晶層上，由基底基板1302側開始，以MOCVD法依序形成作為陰極層1320的GaAs結晶層以及InGaP結晶層、作為漂移層1318的GaAs結晶層、作為陽極層1316的GaAs結晶層。陽極層1316、漂移層1318以及陽極層1320係對應光熱吸收體120。GaAs結晶層係使用
三甲基鎵以及三氫化砷為原料氣體。InGaP結晶層係使用三甲基鎵、三甲基銦以及膦為原料氣體。如上述可製作完成半導體基板。
接著，以光微影法進行加工，製作使用陽極層1316、漂移層1318以及陰極層1320的感測器1300。將陽極層1316以及漂移層1318進行蝕刻而形成台面(mesa)構造，在陽極層1316上形成陽極電極1322。然後，在陰極層1320的上形成陰極電極1324。
第14圖為由半導體基板的表面側觀察所製作的感測器1300之雷射顯微鏡的照片。第15圖係表示對於暗電流Id以及光電流Ip測定陽極電極1322以及陰極電極1324之間的電流-電壓特性的結果。第15圖中，實線表示暗電流Id，虛線表示光電流Ip。第15圖中表示，觀察在逆偏電壓(bias voltage)為2位數以上的光靈敏度，在暗電流Id以及光電流Ip各別觀察正常的二極體(diode)特性。換言之，確認感測器1300是否正常運作。
此外，暗電流Id的電流-電壓特性中，決定裝置品質良莠的理想因子(n值)為1.18。由於n值接近理想值的1，因此表示所得之光吸收體的結晶性高。另外，光電流Ip的電流-電壓特性中，由逆方向偏電壓至順方向偏電壓具有光靈敏度，可確認作為高靈敏度感測器運作。並且，理想因子(n值)係為使在未降伏(yield)的區域的PN接面二極體的電流-電壓特性符合J=J0(exp(qV/nkT)-1)式(惟，J為電流、V為電壓、J0為逆方向飽和電流、q為基本電荷
(elementary charge)、k為波兹曼(Boltzmann)常數、T為溫度)情形下的n值，且係藉由實驗求得。
第16圖係表示Si基板和Ge結晶層的界面附近的剖面SEM照片。第17圖係表示第16圖的分析區域中能量色散型螢光X射線分析的結果。如第17圖所示，不論分析區域是否較Si基板和Ge結晶層的界面更位於Si基板側，皆偵測到強的Ge元素的信號。此結果表示，Ge原子在Si基板內擴散，鄰接於作為基底基板1302的Si基板和作為第1晶種體1312的Ge結晶層的界面於基底基板1302的內部包含SiGe的界面區域。
(實施例2)
除了開口1306的大小為30μm×30μm以外，和實施例1同樣地，在作為基底基板1302的P型Si基板上形成作為阻礙體1304的氧化矽層，在阻礙體1304的一部份形成使基底基板1302露出的複數個開口1306。接著，和實施例1同樣地，形成作為第1晶種體1312的Ge結晶層，Ge結晶層退火後，形成作為第2晶種體1314的GaAs結晶層。
在實施例2中，在作為第2晶種體1314的GaAs結晶層上，形成成為光吸收體的InGaP結晶層。以陰極激發光(cathodoluminescence，簡寫為CL)分光法解析此InGaP結晶層的禁帶寬附近的電子狀態。
第18圖係表示InGaP結晶的由室溫陰極激發光分光法所得的650nm發光影像。第19圖係表示InGaP結晶的由室溫陰極激發光分光法所得的700nm發光影像。第18圖中
表示的650nm發光影像係相當於1.91電子伏特(記為eV)的躍遷能的發光影像，第19圖中表示的700nm發光影像係相當於1.77eV的躍遷能的發光影像。
由第18圖以及第19圖可知，相較於中心部分的發光強度，在700nm發光影像周邊部分的發光強度較低，在650nm發光影像周邊部分的發光強度較高。此外，由InGaP結晶層的室溫陰極激發光分光法測定的光譜分析可知，InGaP結晶層的中心部分的禁帶寬為相當於680nm發光的躍遷能的1.82eV左右。
此結果的起因為，InGaP結晶層為如第8圖所示的能帶構造，亦即具有周邊部分較中心部分廣的禁帶寬構造。由於具有周邊部分較中心部分廣的禁帶寬，抑制因光電轉換產生之載子(電子電洞對)在周邊部分再結合，如實施例1所示，感測器1300能高靈敏度運作。
(實施例3)
和實施例1同樣地，在作為基底基板1302的P型Si基板上形成作為阻礙層1304的氧化矽層，在阻礙層1304的一部份形成使基底基板1302露出的複數個開口1306。接著，和實施例1同樣地，形成作為第1晶種體1312的Ge結晶層，將Ge結晶層退火後，形成作為第2晶種體1314的GaAs結晶層。
在實施例3中，在作為第2晶種體1314的GaAs結晶層上，由基底基板1302側開始依陽極層、漂移層以及陰極層的順序形成陽極層、漂移層、陰極層。令陽極層為GaAs
結晶層以及InGaP結晶層，令漂移層為GaAs結晶層，令陰極層為GaAs結晶層。各層以MOCVD法形成。陽極層、漂移層以及陰極層係對應光吸收體。
以光微影法加工陽極層、漂移層以及陰極層形成台面構造，鄰接陽極層形成陽極電極，鄰接陰極層形成陰極電極。如此一來完成使用陽極層、漂移層以及陰極層的光感測器的製作。測定陽極電極和陰極電極之間的電流-電壓特性而實施光感測器的運作試驗。確認光感測器正常運作。
(實施例4)
和實施例1同樣地，在作為基底基板1302的P型Si基板上形成作為阻礙體1304的氧化矽層，在阻礙體1304的一部份上形成使基底基板1302露出的複數個開口1306。接著，和實施例1同樣地，將基底基板1302配置於反應爐的內部，形成作為晶種體的Ge結晶層。另外在反應爐中進行Ge結晶層的退火處理。
將Ge結晶層退火後，在實施例4中，於Ge結晶層上由基底基板1032側開始，依陽極層、漂移層以及陰極層的順序形成陽極層、漂移層以及陰極層。令陽極層為InGaAs結晶層，令漂移層為InGaAs結晶層，令陰極層為InGaAs結晶層。各層以MOCVD法形成。陽極層、漂移層以及陰極層係對應光吸收體。InGaAs結晶層的形成係使用三甲基鎵、三甲基銦以及三氫化砷為原料氣體。在開口1306內部，以Ge結晶層的表面作為晶種面使InGaAs結晶層成長。在由InGaAs結晶層所構成的陰極層上，以MOCVD法形成由
GaAs結晶層所構成的接觸層。
在作為接觸層的GaAs結晶層上，以CVD法形成作為鈍化層的絕緣膜的SiO2層。藉此，製作半導體基板。以光微影法加工鈍化層、接觸層、陽極層、漂移層以及陰極層，形成台面構造，鄰接陽極層形成陽極電極，鄰接陰極層形成陰極電極。如此完成使用陽極層、漂移層以及陰極層的光感測器的製作。測定陽極電極和陰極電極之間的電流-電壓特性而實施光感測器的運作試驗。確認光感測器正常運作。
(實施例5)
第20圖係概略表示感測器1400的剖面之一例。作為包含矽的基底基板1402，準備基底基板1402的全體為低電阻矽結晶的Si基板。和實施例1同樣地，在Si基板上形成作為阻礙體1304的氧化矽膜，在阻礙體1304的一部份上形成使基底基板1402露出的複數個開口1306。接著，和實施例1同樣地，形成作為第1晶種體1312的Ge結晶層，將Ge結晶層退火之後，形成作為第2晶種體1314的GaAs結晶層。
在實施例5中，於作為第2晶種體1314的GaAs結晶層上，由基底基板1402側開始，依陽極層1416、漂移層1418以及陰極層1420的順序形成陽極層1416、漂移層1418以及陰極層1420。令陽極層1416為GaAs結晶層以及InGaP結晶層，令漂移層1418為GaAs結晶層，令陰極層1420為GaAs結晶層。各層以MOCVD法形成。陽極層1416、
漂移層1418以及陰極層1420係對應光吸收體。
以光微影法加工陽極層1416、漂移層1418以及陰極層1420形成台面構造，鄰接陽極層1416形成陽極電極1422，鄰接陰極層1420形成陰極電極1424。如此製作使用陽極層1416、漂移層1418以及陰極層1420的光感測器。測定陽極電極1422和陰極電極1424之間的電流-電壓特性而實施光感測器的運作試驗。確認光感測器正常運作。
此外，於基底基板1402的內面形成內面陽極電極1426，測定陰極電極1424和內面陽極電極1426之間的電流-電壓特性而實施光感測器的運作試驗。確認光感測器正常運作。由此結果，可確認光吸收體和低電阻矽結晶的電性結合。
(實施例6)
和實施例1同樣地，在作為基底基板1302的P型Si基板上形成作為阻礙體1304的氧化矽層，在阻礙體1304的一部份上形成使基底基板1302露出的複數個開口1306。接著，和實施例1同樣地，形成作為第1晶種體1312的Ge結晶層，將Ge結晶層退火之後，形成作為第2晶種體1314的GaAs結晶層。
實施例6中，在作為第2晶種體1314的GaAs結晶層上由基底基板1302側開始，依陰極層、漂移層以及陽極層的順序形成陰極層、漂移層以及陽極層。令陰極層為GaAs結晶層以及InGaP結晶層，令漂移層為由將厚度20nm的InGaP結晶層和厚度40nm的GaAs結晶層的積層重複10周
期的構造所構成的超晶格構造，令陽極層為GaAs結晶層，各層以MOCVD法形成。陰極層、漂移層以及陽極層係對應光吸收體。
以光微影法加工陰極層、漂移層以及陽極層形成平台構造。鄰接陽極層形成陽極電極，鄰接陰極層形成陰極電極。如此製作使用陰極層、漂移層以及陽極層的光感測器。測定陰極電極和陽極電極之間的電流-電壓特性而實施光感測器的運作試驗。確認光感測器正常運作。
(實施例7)
第21圖至第24圖係表示感測器1500製造過程中的剖面例。第25圖係概略表示感測器1500的剖面之一例。如第21圖所示，和實施例1同樣地，在作為基底基板1302的P型Si基板上形成作為阻礙體1304的氧化矽層，在阻礙體1304的一部份上形成使基底基板1302露出的複數個開口1306。接著，和實施例1同樣地，形成作為第1晶種體1312的Ge結晶層，將Ge結晶層退火之後，形成作為第2晶種體1314的GaAs結晶層。
接著如第22圖所示，形成覆蓋第2晶種體1314的氧化矽層1502之後，在光吸收體形成的區域形成開口1504。於在開口1504的內部露出的作為第2晶種體1314的GaAs結晶層上，由基底基板1302側開始，依陰極層1506、漂移層1508以及陽極層1510的順序形成陰極層1506、漂移層1508以及陽極層1510。令陰極層1506為GaAs結晶層以及InGaP結晶層，令漂移層1508為GaAs結晶層，令陽
極層1510為GaAs結晶層。各層以MOCVD法形成。陰極層1506、漂移層1508以及陽極層1510係對應光吸收體。
接著如第23圖所示，形成覆蓋陽極層1510的氧化矽層1512之後，在增幅元件形成的區域形成開口1514。於在開口1514的內部露出的作為第2晶種體1314的GaAs結晶層上，以MOCVD法使作為集極(collector)層1516的GaAs結晶層、作為基極(base)層1518的InGaP結晶層、作為射極(emitter)層1520的InGaAs結晶層磊晶成長。由集極層1516、基極層1518以及射極層1520所構成的磊晶積層構造，係成為作為增幅元件的異質接面雙極電晶體(heterojunction bipolar transistor)。
接著如第24圖所示，去除在陽極層1510上的氧化矽層1512形成開口1522，以光微影法加工陰極層1506、漂移層1508以及陽極層1510形成平台構造，鄰接陰極層1506形成陰極電極1524，鄰接陽極層1510形成陽極電極1526。如此製作使用陰極層1506、漂移層1508以及陽極層1510的光感測器元件。測定陽極電極1526和陰極電極1524之間的電流-電壓特性而實施光感測器的運作試驗。確認光感測器正常運作。
再者，以光微影法加工集極層1516、基極層1518以及射極層1520形成平台構造，鄰接集極層1516形成集極電極1528、鄰接基極層1518形成基極電極1530、鄰接射極層1520形成射極電極1532，完成增幅元件的製作。
最後，如第25圖所示，形成覆蓋光感測器元件以及增
幅元件的絕緣層1534，對絕緣層1534施行蝕刻而形成通孔(via hole)。透過該通孔，形成將陰極電極1524、陽極電極1526、集極電極1528、基極電極1530以及射極電極1532之間相互連接的配線1536。如上述，製造感測器1500。
作為絕緣層1534可列舉如聚醯亞胺膜。作為配線1536，可列舉如：鋁；金；鈦和金的2層構造；鈦、鉑以及金的3層構造等的金屬膜。為了連接夾住阻礙體1304所形成的光感測元件和增幅元件，將配線1536形成於阻礙體1304上。測定集極電極1528、基極電極1530以及射極電極1532之間的電性質而實施作為增幅元件的異質接面雙極電晶體的運作試驗。確認異質接面雙極電晶體正常運作。
並且，在能夠形成配線1536的情況下，絕緣層1534並非必要。此外，亦可在阻礙體1304和氧化矽層1502之間、或是氧化矽層1502和氧化矽層1512之間形成配線，將該配線利用於和配線1536之間的互連(interconnect)。
100‧‧‧半導體基板
102、202、302、402、902、1002、1102、1202、1302、1402‧‧‧基底基板
104、204、304、404、1104、1204、1304‧‧‧阻礙體
106、206、306、406、1306、1504、1514、1522‧‧‧開口
110、312‧‧‧晶種體
120、C1、C2、C3‧‧‧光熱吸收體
150、200、300、400、900、1000、1100、1200、1300、1400、1500‧‧‧感測器
203、303、403、1103‧‧‧阱
212、412、1312‧‧‧第1晶種體
214、414、1314‧‧‧第2晶種體
216、316、416、1316、1416、1506‧‧‧陽極層
218、318、418、1318、1418、1508‧‧‧漂移層
220、320、420、1320、1420、1510‧‧‧陰極層
222、322、422‧‧‧接觸層
224、324、424‧‧‧鈍化層
226、326、426‧‧‧絕緣膜
228、328、428、972、1172、1272‧‧‧上部電極層
230、330、430、978、1178、1278、1536‧‧‧配線
314‧‧‧緩衝層
321‧‧‧窗口
979‧‧‧濾光片
982、1082‧‧‧聚光構件
984、1084‧‧‧密封構件
1322、1422、1526‧‧‧陽極電極
1324、1424、1524‧‧‧陰極電極
1426‧‧‧內面陽極電極
1502、1512‧‧‧氧化矽層
1516‧‧‧集極層
1518‧‧‧基極層
1520‧‧‧射極層
1528‧‧‧集極電極
1530‧‧‧基極電極
1532‧‧‧射極電極
1534‧‧‧絕緣層
Eg1、Eg2‧‧‧禁帶寬
第1A圖係表示半導體基板100的剖面之一例。
第1B圖係表示感測器150的剖面之一例。
第2圖係表示感測器200的剖面之一例。
第3圖係表示感測器200製造過程中的剖面例。
第4圖係表示感測器200製造過程中的剖面例。
第5圖係表示感測器200製造過程中的剖面例。
第6圖係表示感測器300的剖面之一例。
第7圖係表示感測器400的剖面之一例。
第8圖係表示半導體基板100中的光熱吸收體的能帶之一例。
第9圖係表示感測器900的剖面之一例。
第10圖係表示感測器1000的剖面之一例。
第11圖係表示感測器1100的剖面之一例。
第12圖係表示感測器1200的剖面之一例。
第13圖係概略表示感測器1300的剖面。
第14圖為從表面側觀察感測器1300之雷射顯微鏡照片。
第15圖係表示感測器1300的光電流-電壓特性以及暗電流-電壓特性。
第16圖係表示Si基板和Ge結晶層的界面附近的剖面SEM照片。
第17圖係表示第16圖的分析區域中的能量色散型螢光X射線分析的結果。
第18圖係表示InGaP結晶的由室溫陰極激發光分光法所得的650nm發光影像。
第19圖係表示InGaP結晶的由室溫陰極激發光分光法所得的700nm發光影像。
第20圖係概略表示感測器1400的剖面之一例。
第21圖係表示感測器1500製造過程中的剖面例。
第22圖係表示感測器1500製造過程中的剖面例。
第23圖係表示感測器1500製造過程中的剖面例。
第24圖係表示感測器1500製造過程中的剖面例。
第25圖係概略表示感測器1500的剖面之一例。
100‧‧‧半導體基板
102‧‧‧基底基板
104‧‧‧阻礙體
106‧‧‧開口
110‧‧‧晶種體
120‧‧‧光熱吸收體
Claims (29)
- 一種感測器，係具備包含矽的基底基板、設置於前述基底基板的上方的晶種體、以及與前述晶種體晶格匹配或擬晶格匹配且由吸收光或熱生成載子的3至5族化合物半導體所構成的光熱吸收體，前述光熱吸收體係依入射至前述光熱吸收體的入射光或對前述光熱吸收體所施加的熱而輸出電信號者，其中，復具備形成於前述基底基板的上方且具有使前述基底基板的至少一部份區域露出的開口並可阻礙結晶成長的阻礙體，前述晶種體係形成於前述開口的內部，且其中，前述晶種體係由Cx2Siy2Gez2Sn1-x2-y2-z2(0≦x2<1、0≦Y2≦1、0≦z2≦1，且0<x2+y2+z2≦1)所構成，鄰接於前述基底基板和前述晶種體的界面在前述基底基板內復包含組成為Cx2Siy2’Gez2Sn1-x2-y2-z2(0≦x2<1、0<y2’≦1、0≦z2≦1、0<x2+y2+z2≦1，且y2<y2’<1)的界面區域。
- 如申請專利範圍第1項之感測器，其中，前述光熱吸收體係具有Gax1In1-x1Ny1Pz1Asw1Sb1-y1-z1-w1(0≦x1≦1、0≦y1≦1、0≦z1≦1、0≦w1≦1，且0≦y1+z1+w1≦1)。
- 如申請專利範圍第2項之感測器，其中，前述光熱吸收體為將由Gax1In1-x1Ny1Pz1Asw1Sb1-y1-z1-w1(0≦x1≦1、0≦y1≦1、0≦z1≦1、0≦w1≦1，且0≦y1+z1+w1≦1)所構成的第1層、和由Gax4In1-x4Ny4Pz4Asw3Sb1-y4-z4-w3(0≦x4≦1、0≦y4≦1、0≦z4≦1、0≦w3≦1，且0≦y4+z4+w3≦1)所構成且禁帶寬較前述第1層的禁帶寬更大 的第2層積層而成的超晶格構造體。
- 如申請專利範圍第3項之感測器，其中，復具備鄰接形成於前述光熱吸收體的側壁且具有禁帶寬較前述光熱吸收體更大的半導體或是禁帶寬較前述光熱吸收體更大的介電體以抑制前述載子在前述側壁再結合的再結合抑制體。
- 如申請專利範圍第4項之感測器，其中，前述光熱吸收體係具有在距離與前述基底基板平行的面的中心的距離較大的位置成為較大的禁帶寬的組成分佈。
- 如申請專利範圍第5項之感測器，其中，x1≠1時，前述光熱吸收體係具有在距離前述中心的距離較大的位置In的比例變得較小的組成分佈。
- 如申請專利範圍第1項之感測器，其中，前述基底基板係具有含有和前述矽的主體區域所含有的雜質相反的傳導型的雜質的雜質區域，前述光熱吸收體係透過前述晶種體和前述雜質區域電性結合。
- 如申請專利範圍第1項之感測器，其中，前述阻礙體係具有複數個前述開口，具備形成在前述複數個開口內的複數個前述光熱吸收體。
- 如申請專利範圍第8項之感測器，其中，前述基底基板係具有含有雜質的雜質區域，前述晶種體係鄰接設置於前述雜質區域，前述複數個光熱吸收體中的至少2個光熱吸收體係透過前述晶種體和前述雜質區域電性結合。
- 如申請專利範圍第1項之感測器，其中，復具備使至少 一部份的前述入射光聚光並入射至前述光熱吸收體的聚光部。
- 如申請專利範圍第10項之感測器，其中，復具備配置於前述入射光入射至前述光熱吸收體的路徑上的濾光片。
- 如申請專利範圍第10項之感測器，其中，具備形成於前述基底基板的上方且具有使前述基底基板的至少一部份區域露出的複數個開口並可阻礙結晶成長的阻礙體、設置於前述複數個開口的複數個晶種體、以及設置於分別對應的前述複數個晶種體且分別與所對應的前述晶種體晶格匹配或擬晶格匹配的複數個光熱吸收體，前述聚光部係使前述入射光的至少一部份入射至各前述複數個光熱吸收體。
- 如申請專利範圍第12項之感測器，其中，復具備對應各個前述複數個光熱吸收體形成於前述基底基板的複數個增幅元件、以及連接前述複數個增幅元件及前述複數個光熱吸收體形成於前述阻礙體上的配線。
- 如申請專利範圍第11項之感測器，其中，前述聚光部係相對於前述基底基板設置於和設置有前述光熱吸收體的側相反側使前述入射光聚光並隔著前述基底基板入射至前述光熱吸收體中。
- 如申請專利範圍第1項之感測器，其中，前述晶種體係依前述入射光而產生電信號。
- 一種半導體基板，係具備包含矽的基底基板、設置於前述基底基板的上方的晶種體、以及與前述晶種體晶格匹 配或擬晶格匹配且由吸收光或熱生成載子的3至5族化合物半導體所構成的光熱吸收體，其中，復具備形成於前述基底基板的上方且具有使前述基底基板至少一部份區域露出的開口並可阻礙結晶成長的阻礙體，前述晶種體係形成於前述開口的內部，且其中，前述晶種體係由Cx2Siy2Gez2Sn1-x2-y2-z2(0≦x2<1、0≦y2≦1、0≦z2≦1，且0<x2+y2+z2≦1)所構成，鄰接於與前述基板和前述晶種體的界面在前述基板內復包含組成為Cx2Siy2’Gez2Sn1-x2-y2-z2(0≦x2<1、0<y2’≦1、0≦z2≦1、0<x2+y2+z2≦1，且y2<y2’<1)的界面區域。
- 如申請專利範圍第16項之半導體基板，其中，前述光熱吸收體係具有Gax1In1-x1Ny1Pz1Asw1Sb1-y1-z1-w1(0≦x1≦1、0≦y1≦1、0≦z1≦1、0≦w1≦1，且0≦y1+z1+w1≦1)。
- 如申請專利範圍第17項之半導體基板，其中，前述光熱吸收體為將由Gax1In1-x1Ny1Pz1Asw1Sb1-y1-z1-w1(0≦x1≦1、0≦y1≦1、0≦z1≦1、0≦w1≦1，且0≦y1+z1+w1≦1)所構成的第1層、和由Gax4In1-x4Ny4Pz4Asw3Sb1-y4-z4-w3(0≦x4≦1、0≦y4≦1、0≦z4≦1、0≦w3≦1，且0≦y4+z4+w3≦1)所構成且禁帶寬較前述第1層的禁帶寬更大的第2層積層而成的超晶格構造體。
- 如申請專利範圍第18項之半導體基板，其中，復具備鄰接形成於前述光熱吸收體的側壁且具有禁帶寬較前述光熱吸收體更大的半導體或是禁帶寬較前述光熱吸 收體更大的介電體以抑制前述載子在前述側壁再結合的再結合抑制體。
- 如申請專利範圍第19項之半導體基板，其中，前述光熱吸收體係具有在距離與前述基底基板平行的面的中心的距離較大的位置成為較大的禁帶寬的組成分佈。
- 如申請專利範圍第20項之半導體基板，其中，x1≠1時，前述光熱吸收體係具有在距離前述中心的距離較大的位置In的比例變得較小的組成分佈。
- 如申請專利範圍第16項之半導體基板，其中，前述基底基板係具有含有和前述矽的主體區域所含有的雜質相反的傳導型的雜質的雜質區域，前述光熱吸收體係透過前述晶種體和前述雜質區域電性結合。
- 如申請專利範圍第16項之半導體基板，其中，前述阻礙體係具有複數個前述開口，具備形成在前述複數個開口內的複數個前述光熱吸收體。
- 如申請專利範圍第23項之半導體基板，其中，前述基底基板係具有含有雜質的雜質區域，前述晶種體係鄰接設置於前述雜質區域，前述複數個光熱吸收體中的至少2個光熱吸收體係透過前述晶種體和前述雜質區域電性結合。
- 一種半導體基板之製造方法，係具備：在包含矽的基底基板的上方形成阻礙體的步驟；在前述阻礙體形成使前述基底基板表面露出的開口的步驟；在前述開口的內部形成晶種體的步驟；加熱前述晶種體的步驟；以及使由 吸收光或熱生成載子的3至5族化合物半導體所形成的光熱吸收體與前述晶種體晶格匹配或擬晶格匹配而在經前述加熱的前述晶種體的上方磊晶成長的步驟，其中，在前述形成晶種體的步驟中，形成由Cx2Siy2Gez2Sn1-x2-y2-z2(0≦x2<1、0≦y2≦1、0≦z2≦1，且0<x2+y2+z2≦1)所構成的前述晶種體，在前述加熱晶種體的步驟中，鄰接於前述基底基板與前述晶種體的界面在前述基底基板內形成組成為Cx2Siy2’Gez2Sn1-x2-y2-z2(0≦x2<1、0<y2’≦1、0≦z2≦1、0<x2+y2+z2≦1，且y2<y2’<1)的界面區域。
- 如申請專利範圍第25項之半導體基板之製造方法，其中，復具備加熱前述晶種體的步驟，並且，在前述形成光熱吸收體的步驟中使前述光熱吸收體在經前述加熱的前述晶種體的上方磊晶成長。
- 如申請專利範圍第26項之半導體基板之製造方法，其中，在前述形成光熱吸收體的步驟中，使由Gax1In1-x1Ny1Pz1Asw1Sb1-y1-z1-w1(0≦x1≦1、0≦y1≦1、0≦z1≦1、0≦w1≦1，且0≦y1+z1+w1≦1)所構成的前述光熱吸收體磊晶成長。
- 如申請專利範圍第26項之半導體基板之製造方法，其中，在前述加熱晶種體的步驟中，照射前述晶種體的吸收係數較前述阻礙體的吸收係數更大的電磁波。
- 如申請專利範圍第28項之半導體基板之製造方法，其中，前述電磁波為雷射光。
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| JPH07321357A (ja) * | 1994-05-27 | 1995-12-08 | Sanyo Electric Co Ltd | 光起電力装置 |
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| JP4054480B2 (ja) * | 1999-05-18 | 2008-02-27 | キヤノン株式会社 | Ｓｉ基板上の光電融合デバイス構造、その製造方法、及び成膜方法 |
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