(57)【要約】【課題】  金属フレームに絶縁状態で実装することができるフォトダイオードを、簡易な構成にて提供すること。【解決手段】  第１導電型の第１の半導体層２と、第１の半導体層２の厚み方向の一方面側に形成される第１の半導体層２より比抵抗が高い第１導電型の第２の半導体層３と、第２の半導体層３においてその厚み方向の一方面側に形成される第２導電型の第１の半導体拡散層４と、第１の半導体拡散層４の周囲に形成される第１導電型の第２の半導体拡散層５と、第１の半導体拡散層４に電気的に接続される第１の電極Ａと、第１の半導体層２と電気的に接続される第２の電極Ｂと、を有するフォトダイオード１において、第１の電極Ａと第２の電極Ｂは、フォトダイオード１の厚み方向の一方面側に形成されており、第１の半導体層２の厚み方向の他方面側には絶縁膜２１が設けられたことを特徴としている。【選択図】  図１
2006147965.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１導電型の第１の半導体層と、第１の半導体層の厚み方向の一方面側に形成される第１の半導体層より比抵抗が高い第１導電型の第２の半導体層と、第２の半導体層においてその厚み方向の一方面側に形成される第２導電型の第１の半導体拡散層と、第１の半導体拡散層の周囲に形成される第１導電型の第２の半導体拡散層と、第１の半導体拡散層に電気的に接続される第１の電極と、第１の半導体層と電気的に接続される第２の電極と、を有するフォトダイオードであって、
前記第１の電極と前記第２の電極は、フォトダイオードの厚み方向の一方面側に形成されており、第１の半導体層の厚み方向の他方面側には絶縁膜が設けられたことを特徴とするフォトダイオード。
【請求項２】
前記第２の半導体拡散層は、第１の半導体層に到達する深さまで拡散形成され、前記第２の電極は、第２の半導体拡散層を介して第１の半導体層と電気的に接続されたことを特徴とする請求項１に記載のフォトダイオード。
【請求項３】
前記第２の電極は、第２の半導体層が除去された部分において前記第１の半導体層と電気的に接続されたことを特徴とする請求項１に記載のフォトダイオード。
【請求項４】
前記第２の半導体層は、その層面に対して垂直にエッチングして除去されたことを特徴とする請求項３に記載のフォトダイオード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光受信や光出力モニタ等として使用されるフォトダイオードに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のフォトダイオードとして、例えば図５に示すようなものがある（例えば、非特許文献１参照。）。同図は、従来のフォトダイオード１００の概略断面図である。このフォトダイオード１００は、第１導電型の低比抵抗半導体層２と、第１導電型の高比抵抗半導体層３と、受光領域としての第２導電型の半導体拡散層４と、チャネルストッパとして半導体拡散層４の周囲に形成される第１導電型の半導体拡散層５と、半導体拡散層４及び半導体層２とそれぞれ電気的に接続される第１の電極Ａ及び第２の電極Ｂと、を有している。
【０００３】
また、図６は、従来のフォトダイオード１００を金属フレーム７に実装した状態を示している。フォトダイオード１００は、導電ペースト等で金属フレーム７に接合された絶縁基板６を介して金属フレーム７に実装されており、絶縁基板６の表面に形成された金属膜Ｃと第２の電極Ｂとが電気的に接続されている。これにより、金属フレーム７をノイズ防止用のシールドに用いつつ、この金属フレーム７と絶縁させた状態で金属膜Ｃを介して第２の電極Ｂの電極取出しを行なわせることが可能となっている。
【非特許文献１】米津宏雄著、「光通信素子工学  −発光・受光素子−」、第６版、工学図書株式会社、平成１２年５月２０日、ｐ３５９−３８５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した構成では、金属フレーム７と絶縁させた状態で半導体拡散層５と導通する電極取出しを行なわせるため、絶縁基板６を金属フレーム７に実装しており、実装工数ないし部品点数が増加してコストアップにも繋がるという課題があった。
【０００５】
本発明は、上記事由に鑑みてなしたもので、その目的とするところは、金属フレームに絶縁状態で実装することができるフォトダイオードを、簡易な構成にて提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、請求項１に係る発明のフォトダイオードは、第１導電型の第１の半導体層と、第１の半導体層の厚み方向の一方面側に形成される第１の半導体層より比抵抗が高い第１導電型の第２の半導体層と、第２の半導体層においてその厚み方向の一方面側に形成される第２導電型の第１の半導体拡散層と、第１の半導体拡散層の周囲に形成される第１導電型の第２の半導体拡散層と、第１の半導体拡散層に電気的に接続される第１の電極と、第１の半導体層と電気的に接続される第２の電極と、を有するフォトダイオードであって、前記第１の電極と前記第２の電極は、フォトダイオードの厚み方向の一方面側に形成されており、第１の半導体層の厚み方向の他方面側には絶縁膜が設けられたことを特徴としている。この構成によれば、金属フレームに実装する際に、絶縁基板等を用いる必要がない。
【０００７】
請求項２に係る発明のフォトダイオードは、請求項１に記載の構成において、前記第２の半導体拡散層は、第１の半導体層に到達する深さまで拡散形成され、前記第２の電極は、第２の半導体拡散層を介して第１の半導体層と電気的に接続されたことを特徴としている。この構成によれば、前記第２の半導体拡散層を形成することによって、第１の半導体層と第２の電極との間の電気的接続が可能となる。
【０００８】
請求項３に係る発明のフォトダイオードは、請求項１に記載の構成において、前記第２の電極は、第２の半導体層が除去された部分において前記第１の半導体層と電気的に接続されたことを特徴としている。この構成によれば、第１の半導体層と第２の電極との間の電気的接続が直接に行なわれているので、フォトダイオードに光照射されたときの応答速度の高速化が図れる。
【０００９】
請求項４に係る発明のフォトダイオードは、請求項３に記載の構成において、前記第２の半導体層は、その層面に対して垂直にエッチングして除去されたことを特徴としている。この構成によれば、フォトダイオードのチップ面積の縮小化が図れると共に、応答速度が一層速いものとなる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のフォトダイオードは、第１の電極及び第２の電極が、フォトダイオードの厚み方向の一方面側に形成されており、第１の半導体層の厚み方向の他方面側には絶縁膜が設けられているので、金属フレームに実装する際に、絶縁基板等を用いる必要がなくなり、実装作業も簡易に行なうことが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を用いて詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態１に係るフォトダイオードの概略断面図である。このフォトダイオード１は、厚み方向の一方面側（図における上方側）からの光照射に応じて所定の電気信号を発生させるものであって、次のように構成してある。
【００１２】
フォトダイオード１は、第１導電型の第１の半導体層２と、第１の半導体層２の厚み方向の一方面側（図における上方側）に形成される第１の半導体層２より比抵抗が高い第１導電型の第２の半導体層３と、第２の半導体層３においてその厚み方向の一方面側に形成される第２導電型の第１の半導体拡散層４と、チャネルストッパとして第１の半導体拡散層４の周囲に形成される第１導電型の第２の半導体拡散層５と、第１の半導体拡散層４に電気的に接続される第１の電極Ａと、第１の半導体層２と電気的に接続される第２の電極Ｂと、を有し、第１の半導体層２の厚み方向の他方面側（図における下方側）には絶縁膜２１が設けられている。
【００１３】
詳しくは、第２の半導体層３は、厚み方向の一方面側からその層面に対して略垂直にエッチングして除去されており、この第２の半導体層３が除去された部分において第２の電極Ｂが第１の半導体層２と電気的に接続されている。かくして、第１の電極Ａと第２の電極Ｂは、フォトダイオード１の厚み方向の一方面側に形成されている。
【００１４】
次に、このフォトダイオード１の製造工程を図２を用いて説明する。低比抵抗の第１導電型の第１の半導体層２に高比抵抗の第１導電型の第２の半導体層３がエピタキシャル成長された半導体基板（同図（ａ）参照）の表面及び裏面に、絶縁膜（酸化膜）３１，２１を形成した後、表面側の絶縁膜３１を部分的に除去し、表面側つまり第２の半導体層３の厚み方向の一方面側からＩＰＣ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍａ；誘導結合型プラズマ）エッチング装置等を用いて、ほぼ垂直にエッチングして第２の半導体層３を部分的に除去する（同図（ｂ））。次に、絶縁膜３１を全部除去して（同図（ｃ））、第２の半導体拡散層５を形成（同図（ｄ））した後、受光領域としての第２導電型の半導体拡散層４を形成する（同図（ｅ））。最後に、第１の半導体拡散層４に電気的に接続される第１の電極Ａと、第１の半導体層２と電気的に接続される第２の電極Ｂとを形成すると、フォトダイオード１が完成する（同図（ｆ））。
【００１５】
かくして、フォトダイオード１は、第１の電極Ａ及び第２の電極Ｂが、フォトダイオード１の厚み方向の一方面側に形成されており、第１の半導体層２の厚み方向の他方面側には絶縁膜２１が設けられているので、金属フレームに実装する際に絶縁基板等を用いる必要がなくなって部品点数の低減が図れると共に、実装作業も簡便に行なうことが可能となる。
【００１６】
また、この構成によれば、第２の半導体層３のエッチングによる除去をその層面に対して略垂直にエッチングして行なっているので、チップ面積をそれほど増大させることなく第２の電極２１の形成領域を設けることができる。そのうえ、第２の電極Ｂを第２の半導体層３に近接させることができるので、第１の半導体層２と第２の電極Ｂとの間の電気的接続が直接に行なわれていることと相俟って、フォトダイオード１に光照射されたときの応答速度の高速化が図られている。
【００１７】
図３は、本発明の実施形態２に係るフォトダイオードの概略断面図である。このフォトダイオード１は、第２の半導体層３の除去を、例えば水酸化カリウムを含有する溶液等を用いて異方性エッチングにて行ない、第２の電極Ｂの形成領域を設けたことを特徴としている。
【００１８】
これによれば、第２の電極Ｂの形成領域を設ける際、ドライエッチング装置を使用する代わりに、多量のウエハをバッチ処理することが比較的容易なウエットプロセスを用いているので、短期間に多量のフォトダイオード１を生産することができる。
【００１９】
図４は、本発明の実施形態３に係るフォトダイオードの概略断面図である。このフォトダイオード１は、第２の半導体拡散層５を第１の半導体層２に到達する深さまで拡散形成されており、第２の電極Ｂは、第２の半導体拡散層５を介して第１の半導体層２と電気的に接続されたことを特徴としている。
【００２０】
この構成によれば、第２の電極Ｂを半導体拡散層５の上部に設けてあるので、チップ面積を増大させることなく、第１の電極Ａと第２の電極Ｂをフォトダイオード１の厚み方向の一方面側に形成することができる。また、第２の半導体層３をエッチングにより除去する必要がないので、フォトダイオード１の製造が簡単になる。
【００２１】
さらに、この構成によれば、第１の半導体層２と半導体拡散層５により第２の半導体層３が包囲されているので、フォトダイオード１が光照射されたときの電気信号の発生効率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施形態１に係るフォトダイオードの概略断面図である。
【図２】同上のフォトダイオードの製造工程を示す図である。
【図３】本発明の実施形態２に係るフォトダイオードの概略断面図である。
【図４】本発明の実施形態３に係るフォトダイオードの概略断面図である。
【図５】従来のフォトダイオードの概略断面図である。
【図６】同上のフォトダイオードをフレームに実装した状態を示す図である。
【符号の説明】
【００２３】
１      フォトダイオード
２      第１の半導体層
２１    絶縁膜
３      第２の半導体層
４      第１の半導体拡散層
５      第２の半導体拡散層
Ａ      第１の電極
Ｂ      第２の電極
【図１】
2006147965.tif 000003
【図２】
2006147965.tif 000004
【図３】
2006147965.tif 000005
【図４】
2006147965.tif 000006
【図５】
2006147965.tif 000007
【図６】
2006147965.tif 000008