本发明专利技术涉及光电二极管的制造方法及使用其而形成的光电二极管，该光电二极管的制造方法，包括：在硅半导体层的各扩散层的形成区域，以预定的浓度注入预定类型的杂质后，在硅半导体层上形成由具有透光性的绝缘材料构成的绝缘材料层的步骤；通过有选择地除去绝缘材料的蚀刻，在绝缘材料层的所述低浓度扩散层的形成区域形成开口部的步骤；把具有开口部的绝缘材料层作为掩模，通过有选择地除去硅的蚀刻，蚀刻低浓度扩散层的形成区域的硅半导体层，把低浓度扩散层的形成区域的硅半导体层薄膜化为预定的厚度的步骤。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及受到光、特别是紫外线而产生电流的光电二极管的制造 方法及使用其而形成的光电二极管。
技术介绍
当前，伴随着臭氧层的破坏引起紫外线的照射量增加，担心阳光中 包含的紫外线对人体或环境带来的影响。一般，紫外线是指波长400nm以下的紫外线区域的无法识别的光， 分为长波紫外线(UV-A波波长约320 400nm )、中波紫外线(UV-B 波波长约280 320nm)、短波紫外线(UV-C波波长约280nm以下)， 根据这些波长区域，对人体或环境带来的影响不同，UV-A波使皮肤变 黑，到达真皮，是导致皮肤老化的原因，UV-B波使皮肤发生炎症，有 可能诱发皮肤癌，UV-C波具有强的杀菌作用，但是在臭氧层被吸收。此外，在阳光中，除了紫外线，还包含可见光和红外线，所以要求 在检测紫外线的二极管中只分离检测紫外线。为了检测所述的紫外线的强度，以往的光电二极管在由硅构成的支 撑基板上隔着嵌入氧化膜形成150nm左右的厚度的硅半导体层的SOI (Silicon On Insulator )构造的半导体晶片的使N型杂质以低浓度扩散 的硅半导体层上，N型杂质以高浓度扩散并且形成E字状的梳形的 N+扩散层、把P型杂质以高浓度扩散并且形成n字状梳形的P+扩 散层的梳齿部隔着把N型杂质以低浓度扩散的硅半导体层使其啮合，以 卧式相对配置，对与N+扩散层和P+扩散层电连接的金属布线施加预定 的电压，检测紫外线的强度(例如，参照专利文献l)。这样的光电二极管在SOI构造的半导体晶片的嵌入氧化膜上形成硅 半导体层，该硅半导体层的厚度为150nm左右的厚度，形成使可见光 通过，只吸收紫外线的光电二极管，所以根据以下所示的知识，具有无 法避免硅半导体层和嵌入氧化膜的界面上的反射的影响，无法正确检测波长400nm以下的紫外线区域的紫外线的强度的问题。即专利技术者通过计算，求出使可见光通过，只吸收紫外线的波长区域， 即能有选择地检测紫外线的硅半导体层的厚度。硅中的光吸收率I/10由表达式(1)所示的贝尔法则表示。I/Io=exp ( - oc Z) (1)这里，ot是光吸收系数，Z是光的进入深度，I是深度Z的光强度， Io表示入射光强度。考虑光吸收系数cx的波长依存性，使用表达式(l)，求出硅半导体 层的各厚度(Z)的光吸收率I/Io,如果求出对于硅半导体层4的厚度 的光吸收率I/Io变为10%的波长，就如图8所示，在波长400nm以下 的紫外线区域，有选择地具有灵敏度，所以知道硅半导体层的厚度为 50nm以下的厚度就可以。根据所述的计算结果，在SOI构造的半导体晶片，形成在50nm以 下的范围中使厚度进行各种变化的硅半导体层，在该硅半导体层形成卧 式的光电二极管，通过实验计测对这些光的波长的灵敏度。图9是表示硅半导体层4的厚度为40.04nm时的光电二极管的灵敏 度的曲线图。如图9所示，知道在厚度约40nm的光电二极管中，在比波长400nm 以下的紫外线的波长区域更长的可见光的波长区域(紫色)存在副峰(图 9所示的圆标记)，在检测的光电流中包含与可见光的波长区域反应的光 电流。这认为是因为在所述的计算中，假定光保持不变地通过硅半导体 层，但是在实际的光电二极管中，在硅半导体层和嵌入氧化膜的界面光 被反射，光通过的路线的长度变长，与比紫外线的波长区域更长的波长 的可见光反应，它由硅半导体层吸收，成为副峰而出现。这样的副峰还在更薄的硅半导体层中也出现，在图10中表示通过 实验求出其出现的波长(称作副峰波长)的结果。如图10所示，副峰波长随着硅半导体层的厚度变薄变短，硅半导 体层的厚度为Tsi (单位nm)，副峰波长为Ls(单位nm)时，用Ls=2.457Tsi+312.5 ( 2 )表示的实验式近似，为了避免硅半导体层和嵌入氧化膜的界面的反射的 影响，使其不反应比波长400nm更长的波长，即避免由可见光的波长 区域的副峰对检测到的紫外线的强度附加可见光的波长区域的光电流 所引起的误差，硅半导体层的厚度有必要是36nm以下的厚度。根据所述的知识，专利技术者在日本特愿2007-44465中提出如下的光电 二极管，在SOI构造的半导体晶片的嵌入氧化膜上形成的第 一硅半导体 层上，隔着第一P-扩散层，形成与第一P+扩散层和第一N+扩散层相对 配置的第 一感光元件，隔着比第 一硅半导体层厚度更薄的第二硅半导体 层上形成的第二 P-扩散层，形成在第一硅半导体层上形成的第二 P+扩 散层和第二 N+扩散层相对配置的第二感光元件，第一硅半导体层在 30nm以上，36nm以下的范围中为35nm的厚度，第二硅半导体层在 3nm以上，低于30nm的范围中是10nm的厚度，可以一边避免硅半导 体层和绝缘层的界面的反射的影响， 一边正确检测紫外线的强度，根据 第 一感光元件和第二感光元件输出的2种输出通过计算分离3个波长区 域的紫外线，可以检测其强度。这时，第二硅半导体层的形成在通过LOCOS法形成元件分离层之 后，在第二P-扩散层的形成区域，通过热氧化法形成牺牲氧化膜，除去 牺牲氧化膜，形成厚度薄的第二硅半导体层，然后，在第一和第二 P-扩散层或P+扩散层、N+扩散层中分别注入杂质离子，通过热处理使它 们扩散，形成第一和第二感光元件。专利文献1:日本特开平7-162024号公报(第4段落0025-第5页 段落0035，图2，图3)。可是，在上述的日本特愿2007-44465中，最初把第二 P-扩散层的 形成区域薄膜化而形成第二硅半导体层，然后对各扩散层注入杂质离 子，所以在用于形成第二感光元件的第二 P+扩散层或第二 N+扩散层的 厚的第 一硅半导体层中注入高浓度的杂质离子时，与薄的第二 P-扩散层6的与第二 P+扩散层及第二 N+扩散层相邻的区域的上面发生表面粗糙， 因此而产生暗电流增加的问题。
技术实现思路
本专利技术是为了解决所述的问题而提出的，其目的在于，提供一种降 低光电二极管的暗电流的方法，该光电二极管具备感光元件，其具有比 P型高浓度扩散层或N型高浓度扩散层厚度更薄的低浓度扩散层。为了解决所述的问题，本专利技术的一种光电二极管的制造方法，该光电 二极管具有在绝缘层上的硅半导体层上形成的将P型和N型的任意一方类 型的杂质以低浓度扩散的低浓度扩散层、将P型的杂质以高浓度扩散的P 型高浓度扩散层、将N型的杂质以高浓度扩散的N型高浓度扩散层，具 备隔着所述低浓度扩散层，把所述P型高浓度扩散层和所述N型高浓 度扩散层相对配置的感光元件，该光电二极管的制造方法特征在于，包 括在所述硅半导体层的所述各扩散层的形成区域，以预定的浓度注入 预定的类型的杂质后，在所述硅半导体层上形成由具有透光性的绝缘材 料构成的绝缘材料层的步骤；通过有选择地除去所述绝缘材料的蚀刻， 在所述绝缘材料层的所述低浓度扩散层的形成区域形成开口部的步骤； 把具有所述开口部的所述绝缘材料层作为掩模，通过有选择地除去硅的 蚀刻，蚀刻所述低浓度扩散层的形成区域的硅半导体层，把所述低浓度 扩散层的形成区域的硅半导体层薄膜化为预定的厚度的步骤。由此，本专利技术在用于形成P型高浓度扩散层或N型高浓度扩散层 的高浓度的杂质离子的注入时，能防止在薄的P-扩散层的与各高浓度扩 散层相邻的区域的上面产生表面粗糙，降低包含本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种光电二极管的制造方法，该光电二极管具有在绝缘层上的硅半导体层上形成的将Ｐ型和Ｎ型的任意一方类型的杂质以低浓度扩散的低浓度扩散层、将Ｐ型的杂质以高浓度扩散的Ｐ型高浓度扩散层、将Ｎ型的杂质以高浓度扩散的Ｎ型高浓度扩散层， 具备隔着所述 低浓度扩散层，把所述Ｐ型高浓度扩散层和所述Ｎ型高浓度扩散层相对配置的感光元件，该光电二极管的制造方法特征在于，包括： 在所述硅半导体层的所述各扩散层的形成区域，以预定的浓度注入预定的类型的杂质后， 在所述硅半导体层上形成由具有透 光性的绝缘材料构成的绝缘材料层的步骤； 通过有选择地除去所述绝缘材料的蚀刻，在所述绝缘材料层的所述低浓度扩散层的形成区域形成开口部的步骤； 把具有所述开口部的所述绝缘材料层作为掩模，通过有选择地除去硅的蚀刻，蚀刻所述低浓度扩散层 的形成区域的硅半导体层，把所述低浓度扩散层的形成区域的硅半导体层薄膜化为预定厚度的步骤。
【技术特征摘要】
JP 2007-11-30 2007-3110801. 一种光电二极管的制造方法，该光电二极管具有在绝缘层上的硅半导体层上形成的将P型和N型的任意一方类型的杂质以低浓度扩散的低浓度扩散层、将P型的杂质以高浓度扩散的P型高浓度扩散层、将N型的杂质以高浓度扩散的N型高浓度扩散层，具备隔着所述低浓度扩散层，把所述P型高浓度扩散层和所述N型高浓度扩散层相对配置的感光元件，该光电二极管的制造方法特征在于，包括在所述硅半导体层的所述各扩散层的形成区域，以预定的浓度注入预定的类型的杂质后，在所述硅半导体层上形成由具有透光性的绝缘材料构成的绝缘材料层的步骤；通过有选择地除去所述绝缘材料的蚀刻，在所述绝缘材料层的所述低浓度扩散层的形成区域形成开口部的步骤；把具有所述开口部的所述绝缘材料层作为掩模，通过有选择地除去硅的蚀刻，蚀刻所述低浓度扩散层的形成区域的硅半导体层，把所述低浓度扩散层的形成区域的硅半导体层薄膜化为预定厚度的步骤。2. 根据权利要求l所述的光电二极管的制造方法，其特征在于在所述硅半导体层上形成所述绝缘材料层的步骤之前，具有通过...
【专利技术属性】
技术研发人员：三浦规之，
申请(专利权)人：OKI半导体株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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