具有光电转换功能的光半导体装置，具备：半导体基板，该半导体基板包含第１导电型的半导体层，在所述第１导电型的半导体层上形成的、具有受光面的第２导电型的半导体层，从所述第２导电型的半导体层的上面贯通该第２导电型的半导体层内后与所述第１导电型的半导体层相接地形成的第１导电型的接触层；电极对，该电极对由在所述接触层上设置的第１电极和在所述第２导电型的半导体层上而且与所述第１电极离开的位置上设置的第２电极构成，旨在取出对射入所述受光面的光进行光电转换后获得的电流；绝缘膜，该绝缘膜在所述第２导电型的半导体层上，而且在所述第１电极和所述第２电极之间的区域设置；第３电极，该第３电极在所述绝缘膜上设置。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及具备受光元件的光半导体装置，特别涉及降低pn结合部的寄生电容 的技术。本专利技术基于2009年5月26日提交的日本专利申请2009-126113号，并声明其优 先权，其所有内容包括在此作为引用。
技术介绍
这种光半导体装置被用于例如对光盘进行信号的读写的光拾波器装置使中用的 OEIC (Optical Electrical Integrated Circuit)等。下面，讲述被OEIC利用的普通的光半导体装置的结构的一个例子。图11是表示光半导体装置1000的结构的剖面图。在图11中，作为光半导体装置 例示出P型的半导体基板，作为受光元件例示出Pin光电二极管。光半导体装置1000具备高浓度的ρ型的半导体基板1001，在ρ型半导体基板 1001上形成的低浓度的P型半导体层1002，在P型半导体层1002上形成的η型半导体层 1003，从η型半导体层1003的表面到达ρ型半导体层1002为止地有选择地形成的高浓度 的P型元件分离区域1004，在η型半导体层1003上有选择地形成的高浓度的η型阴极区域 1005，在η型半导体层1003上有选择地形成的LOCOS (Local Oxidation of Silicon)分离 层1006，在η型半导体层1003及L0C0S分离层1006上形成的场膜(field film) 1007，在 η型阴极区域1005上有选择地形成的阴极电极1008，在ρ型元件分离区域1004上形成的 阳极电极1009，在对场膜1007上开口后形成的受光面上形成的反射防止膜1010。在这种光半导体装置1000中，给阴极电极1008-阳极电极1009之间外加反偏压 后，就在P型半导体层1002与η型半导体层1003的结合区域形成耗尽层1011。但是，如图 11所示，因为P型半导体层1002的杂质浓度低于η型半导体层1003，所以耗尽层1011向 低杂质浓度的P型半导体层1002 —侧扩散后形成。伴随着播放光盘的播放装置中的高倍速播放，希望使光电二极管更加高速化。在 这里，由于光电二极管的频率特性与光电二极管的寄生电容及寄生电阻之积——CR积成反 比，所以降低寄生电容极其重要。作为妨碍高速化的重要原因的寄生电容，一般地说pn结合部的结电容影响最大。 因此在上述例子中，降低pn结合部的结电容后，能够实现光电二极管的高速化。具体地说， 因为pn结合部中的寄生电容与耗尽层的宽度成反比，所以在光半导体装置1000中，使ρ型 半导体层1002低浓度化(例如浓度为IO15CnT3以下)，扩大耗尽层后，使其完全耗尽化。可是，作为pn结合部的结电容，除了 P型半导体层1002和η型半导体层1003的 结合区域的结合电容(底面电容)之外，还存在着P型元件分离区域1004与η型半导体层 1003的结合区域的结电容(侧面电容)。因为ρ型元件分离区域1004的杂质浓度高于η 型半导体层1003，所以单位面积的电容值大于底面电容。这样，光电二极管的形状例如为周 长较长的长方形等时，侧面电容变大，往往妨碍高速化。 因此，例如在JP特开2008-117952号公报所示的光半导体装置2000中，在ρ型元 件分离区域1004与η型半导体层1003的结合区域也形成耗尽层，从而降低光电二极管的 侧面电容。下面，详细讲述光半导体装置2000。图12是表示光半导体装置2000的结构的剖面图。光半导体装置2000在用图11 所示的光半导体装置1000的结构的基础上，进而具备在η型半导体层1003与ρ型元件分 离区域1004之间形成的多个高浓度的ρ型半导体区域2001。在光半导体装置2000中，朝着η型半导体层1003的内面方向，有规则地形成多个 P型半导体区域2001，而且通过低浓度的ρ型半导体层1002，与ρ型元件分离区域电连接。这样，在给阴极电极1008与阳极电极1009之间外加的反向电压的作用下，ρ型半 导体区域2001的内部及其周边部形成耗尽层，各耗尽层互相连接后，就形成朝着层叠面内 方向连成一片的耗尽层1011。其结果，耗尽层1011的层叠面内方向的宽度增大，能够降低 侧面电容。可是，由于在使ρ型半导体区域2001的内部耗尽化的时候，在其周边部也形成耗 尽层，所以形成P型半导体区域2001之际，需要精确地控制其浓度和宽度。具体地说，为了 使高浓度的P型半导体区域2001的内部耗尽化，必须使P型半导体区域2001的宽度变窄 (例如成为零点几微米)。使P型半导体区域2001的宽度变窄后，由ρ型半导体区域2001 形成的耗尽层的宽度也缩小，所以为了形成连成一片的耗尽层1011，必须使ρ型半导体区 域2001的间隔变窄，增加形成的数量。这样，在制造光半导体装置2000之际，能够选择的ρ型半导体区域2001的参数 (宽度及相邻间隔等)的自由度就受到限制。在使布局的自由度减少的同时，还存在着对于 零点几微米的宽度的P型半导体区域2001的形成及工序离差(不一致性)而言的冗余量 太小的问题，实际制造能够利用多个P型半导体区域2001形成朝着层叠面内方向连成一片 的耗尽层1011的光半导体装置2000，非常困难。另一方面，为了扩大在ρ型半导体区域2001的周边部形成的耗尽层的宽度而增大 P型半导体区域2001的浓度或者扩大P型半导体区域2001的宽度后，由于P型半导体区域 2001的内部没有形成耗尽层，所以在ρ型半导体区域2001与η型半导体层1003的结合区 域又附加了新的侧面电容，导致妨碍光电二极管的高速化。另外，为了在阳极-阴极之间形成多个ρ型半导体区域2001且扩大耗尽层的宽 度，阳极-阴极之间需要一定程度的距离。其结果，由于光电二极管的面积变大，所以结合 电容的底面成分变大，成为导致频率特性降低的重要原因。进而，为了进一步扩大耗尽层，还可以考虑采用给予各个ρ型半导体区域2001电 位，从而增大与阴极电极1008之间的电位差的方法。但是为此必须设置与各自的ρ型半导 体区域2001连接的新的扩散(接触)层及电极。其结果，不仅需要追加工序，而且还使构 造变得复杂，成为导致成本上升的重要原因。以上，讲述了作为半导体基板具有ρ型的半导体基板1001、在η型半导体层1003 上形成多个高浓度的P型元件分离区域1004的光半导体装置2000。作为半导体基板具有 η型的半导体基板，具备在该η型半导体基板上形成的低浓度的η型半导体层、在该η型半 导体层上形成的P型半导体层、在该P型半导体层上形成多个高浓度的P型元件分离区域 的光半导体装置，也存在着同样的课题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供不必另外追加工序地降低侧面电容的光半导体装置。为了解决上述课题，本专利技术的一种实施方式的光半导体装置，是具有光电转换功 能的光半导体装置，具备半导体基板，该半导体基板包含第1导电型的半导体层，在所述 第1导电型的半导体层上形成的且具有受光面的第2导电型的半导体层，从所述第2导电 型的半导体层的上面贯通该第2导电型的半导体层内后与所述第1导电型的半导体层相接 地形成的第1导电型的接触层；电极对，该电极对由在所述接触层上设置的第1电极和在所 述第2导电型的半导体层上而且在离开所述第1电极的位置上设置的第2电极构成，该电 极旨在取出对射入所述受光面本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种光半导体装置，具有光电转换功能，具备：半导体基板，该半导体基板包含：第１导电型的半导体层、形成在所述第１导电型的半导体层上且具有受光面的第２导电型的半导体层、以从所述第２导电型的半导体层的上面起贯穿该第２导电型的半导体层内后与所述第１导电型的半导体层相接触的方式形成的第１导电型的接触层；电极对，该电极对由第１电极和第２电极构成，所述第１电极设置在所述接触层上，所述第２电极设置在所述第２导电型的半导体层上而且在离开所述第１电极的位置，该电极对用于取出对射入所述受光面的光进行光电转换后获得的电流；绝缘膜，该绝缘膜设置在所述第２导电型的半导体层上，而且在所述第１电极与所述第２电极之间的区域；和第３电极，该第３电极设置在所述绝缘膜上。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：岩井誉贵，竹原浩成，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP
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