(57)【要約】【課題】トリミング時にＰ型拡散抵抗部を取り囲むＮ型エピタキシャル層をフローティングにする必要が生じるような集積回路装置においても、光の入射による特性劣化や誤動作の問題が生じにくい集積回路装置を提供する。【解決手段】集積回路装置は、Ｐ型基材としてのＰ型層１と、このＰ型層１の上側に、上方から見て分離領域としてのＰ型分離領域２に取り囲まれるように形成されたＮ型エピタキシャル層３と、このＮ型エピタキシャル層３の上面の一部に形成されたＰ型拡散抵抗部４と、Ｎ型エピタキシャル層３の上側を覆うメタル層５とを備える。ここでメタル層５は電気的にフローティングとなっている。【選択図】        図４
2004152889.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｐ型基材と、
前記Ｐ型基材の上側に、上方から見て分離領域に取り囲まれるように形成されたＮ型エピタキシャル層と、
前記Ｎ型エピタキシャル層の上面の一部に形成されたＰ型拡散抵抗部と、
前記Ｎ型エピタキシャル層の上側を覆うメタル層とを備え、
前記メタル層が電気的にフローティングとなっている、集積回路装置。
【請求項２】
Ｐ型基材と、
前記Ｐ型基材の上側に、上方から見て分離領域に取り囲まれるように形成されたＮ型エピタキシャル層と、
前記Ｎ型エピタキシャル層の上面の一部に、形成されたＰ型拡散抵抗部と、
前記Ｎ型エピタキシャル層の上側を覆うメタル層とを備え、
前記メタル層が一定の固定電位となっている、集積回路装置。
【請求項３】
ツェナーザップトリミングが実施可能なように前記Ｐ型拡散抵抗部と並列に接続されたツェナーダイオードを備える、請求項１または２に記載の集積回路装置。
【請求項４】
前記メタル層が、前記分離領域の上側まで覆っている、請求項１から３のいずれかに記載の集積回路装置。
【請求項５】
前記Ｎ型エピタキシャル層と前記Ｐ型基材との間にＮ型拡散層が配置されている、請求項１から４のいずれかに記載の集積回路装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は集積回路（「ＩＣ」ともいう。）に関する。特に、赤外線リモコン受信装置、赤外線通信装置などにおいて光電変換素子と近接して配置される集積回路装置における光入射による回路の誤動作の低減に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光センサとしては、特許文献１に開示されたものがある。特許文献１に開示された光センサは、外来光の影響による回路の誤動作を防止するために、フォトダイオードの電気信号を処理する回路構成部分が遮光膜によって覆われた構成である。遮光膜としてはアルミ薄膜が用いられている。
【０００３】
また、特許文献２においては、遮光膜を備えることに加えて、チップサイズの小型化を図った光センサ集積回路装置が開示されている。
【０００４】
赤外線リモコン受信装置は、赤外線リモートコントローラから送信される赤外線信号を受信するためのものであるが、少なくとも１０ｍ程度の距離までデータ伝送が可能であることが必要とされる。この伝送可能最長距離を決定する要因の一つとして、バンドパスフィルタ（ｂａｎｄ  ｐａｓｓ  ｆｉｌｔｅｒ：ＢＰＦ）の中心周波数ｆ０の精度である。伝送可能最長距離を延ばすためには、バンドパスフィルタの中心周波数ｆ０と送信される信号の赤外線搬送波の周波数とのずれを極力小さくするする必要がある。しかし、バンドパスフィルタの中心周波数ｆ０はＩＣウェハの製造条件のばらつきによって±１５％程度のばらつきを生じる。ＩＣ製造後のウェハテストではこのばらつきを調整するためにトリミングを行なうことが一般的である。トリミングについて詳しくは後述する。
【０００５】
赤外線リモコン受信装置における受光部を拡大したところを図７に示す。受光面３０ａを有する光電変換素子３０と近接して集積回路装置３１が配置されている。図７に示す例では集積回路装置３１は複数のトリミング用回路３２を備えている。個々のトリミング用回路３２の詳細な構造を図８に示す。図８に示す構造においては、Ｐ型層１の上側にＰ型分離領域２に取り囲まれるようにしてＮ型エピタキシャル層３が形成されている。さらにＮ型エピタキシャル層３の上面の一部にＰ型拡散抵抗部４が形成されている。
【０００６】
図８に示した構造を考えた場合、Ｎ型エピタキシャル層３とＰ型層１とのＰＮ接合において、寄生フォトダイオード７が構成される。さらに、Ｐ型拡散抵抗部４が存在することにより、Ｐ型拡散抵抗部４、Ｎ型エピタキシャル層３およびＰ型層１の３つの部分の連なりによって寄生ＰＮＰトランジスタ６が構成される。しかし、一般的には、図９に示すように、Ｎ型エピタキシャル層３には低抵抗部分としてＮ＋層１２を形成し、Ｎ＋層１２の上面のコンタクト部１４にメタル配線１３を接続することによって何らかの電源に接続し、Ｎ型エピタキシャル層３をＰ型拡散抵抗部４よりも高電位とすることが行なわれるため、寄生ＰＮＰトランジスタ６は存在しても動作しない。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１０−２８４７５２号公報
【０００８】
【特許文献２】
特開平１０−２８９９９４号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
回路の特性のばらつき、たとえば、バンドパスフィルタの中心周波数ｆ０などのばらつきを低減するためにはトリミングが行なわれる。上述のように電位差に守られて通常は問題とならない寄生ＰＮＰトランジスタ６においても、トリミング作業時には問題が生じる。
【００１０】
ここで「トリミング」とは、回路として接続されたダイオードやメタル配線のうち適切なものを破壊または切断することによって抵抗値を調整することをいい、その方法として、ツェナーザップトリミング、メタル溶断トリミング、レーザトリミングなどが挙げられる。
【００１１】
ツェナーザップトリミングとは、図１０に示すようにツェナーダイオード２１と抵抗体２２とを並列に接続し、両端にパッドＰ１，Ｐ２を設けたトリミング用回路を複数用意して行なうものである。トリミング前の時点では、各ツェナーダイオード２１は逆バイアスされており非導通状態である。集積回路装置製造後のウエハテストにおいて、トリミング作業としては、各トリミング用回路ごとにバンドパスフィルタの中心周波数ｆ０を測定し、最適な値のｆ０に対応するツェナーダイオード２１のみを破壊する。ツェナーダイオード２１の破壊は、パッドＰ１，Ｐ２にテストプローブを接触させ、ツェナーダイオード２１に耐圧以上の電圧、電流を印加することによって行なう。ツェナーダイオード２１を破壊することでツェナーダイオード２１の両端子間はショートし、導通状態となる。
【００１２】
メタル溶断トリミングは、図１１に示すようにメタル部２３と抵抗体２２とを並列に接続し、両端にパッドＰ３，Ｐ４を設けたトリミング用回路を複数用意して行なうものである。メタル部２３は、たとえばアルミニウムで形成される。トリミング用回路ごとにバンドパスフィルタの中心周波数ｆ０を測定し、最適な値のｆ０に対応するメタル部２３を溶断することによってトリミングを行なう。メタル部２３の溶断は、パッドＰ３，Ｐ４にテストプローブを接触させ、高電流、高電圧を印加することによって行なう。したがって、トリミング後は、非導通状態となる。
【００１３】
レーザトリミングは、図１２に示すようにメタル部２３と抵抗体２２とを並列に接続し、一端にパッドＰ５を設けたトリミング用回路を複数用意して行なうものである。トリミング回路ごとにパッドＰ５にテストプローブを接触させることでメタル部２３の一端の電位を任意の値に設定し、電流測定テストを行なう。電流測定テストの結果に応じて所望のトリミング用回路のメタル部２３をレーザで溶断することでトリミングを行なう。したがって、トリミング後は、非導通状態となる。
【００１４】
これらのトリミング方法において高電圧、高電流を印加する場合は、トリミング時の電力が他の素子に流出しないようにＰ型拡散抵抗部４を取り囲むＮ型エピタキシャル層３の電位をフローティングにする必要がある。この状態では、光が入射すると寄生フォトダイオード７が動作して電流が流れ、この電流によって寄生ＰＮＰトランジスタ６が動作し、中心周波数ｆ０の精度が低下したり誤動作したりするという問題がある。
【００１５】
そこで、本発明は、トリミング時にＰ型拡散抵抗部を取り囲むＮ型エピタキシャル層をフローティングにする必要が生じるような集積回路装置においても、光の入射による特性劣化や誤動作の問題が生じにくい集積回路装置を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に基づく集積回路装置の一つの局面では、Ｐ型基材と、上記Ｐ型基材の上側に、上方から見て分離領域に取り囲まれるように形成されたＮ型エピタキシャル層と、上記Ｎ型エピタキシャル層の上面の一部に形成されたＰ型拡散抵抗部と、上記Ｎ型エピタキシャル層の上側を覆うメタル層とを備える。ここで上記メタル層は電気的にフローティングとなっている。この構成を採用することにより、トリミングを実施するためにＮ型エピタキシャル層をフローティングにした場合であっても上側を覆うメタル層があるので、光の入射によって寄生フォトダイオードに光電流が流れることを抑制できる。その結果、寄生ＰＮＰトランジスタの動作を抑制できるので、特性低下や誤動作の発生を減らすことができる。さらに、メタル層がフローティングであることによって、Ｐ型拡散抵抗部およびＮ型エピタキシャル層とメタル層との間に電位差が発生することを抑制することができ、両者の間で発生する寄生容量を低減することができる。
【００１７】
上記目的を達成するため、本発明に基づく集積回路装置の他の局面では、Ｐ型基材と、上記Ｐ型基材の上側に、上方から見て分離領域に取り囲まれるように形成されたＮ型エピタキシャル層と、上記Ｎ型エピタキシャル層の上面の一部に、形成されたＰ型拡散抵抗部と、上記Ｎ型エピタキシャル層の上側を覆うメタル層とを備え、上記メタル層が一定の固定電位となっている。この構成を採用することにより、トリミングを実施するためにＮ型エピタキシャル層をフローティングにした場合であっても上側を覆うメタル層があるので、光の入射によって寄生フォトダイオードに光電流が流れることを抑止できる。その結果、寄生ＰＮＰトランジスタの動作を防止できるので、特性低下や誤動作を防止できる。さらに、メタル層の電位は常に一定の固定値となるので、電気的シールド効果を発揮し、メタル層の下側にある回路の動作をより安定にすることができる。一定の固定電位とは、接地している場合も含む。
【００１８】
上記発明において好ましくは、ツェナーザップトリミングが実施可能なように上記Ｐ型拡散抵抗部と並列に接続されたツェナーダイオードを備える。この構成を採用することにより、トリミング方法としてツェナーザップトリミングを行なうことができる。
【００１９】
上記発明において好ましくは、上記メタル層が、上記分離領域の上側まで覆っている。この構成を採用することにより、外部からの光の入射をより確実に防ぐことができるので好ましい。
【００２０】
上記発明において好ましくは、上記Ｎ型エピタキシャル層と上記Ｐ型基材との間にＮ型拡散層が配置されている。この構成を採用することにより、Ｎ型エピタキシャル層とＰ型基材との間の電位障壁が大きくなる。その結果、寄生フォトダイオードで発生する光電流をさらに低減することができ、回路特性の劣化や誤動作の度合いを低減することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
（構成）
図１を参照して、本発明に基づく実施の形態１における集積回路装置について説明する。図１はこの集積回路装置に含まれる一部分の構造を示す。この集積回路装置は、まずＰ型層１を備える。Ｐ型層１の上側にはＰ型分離領域２と、Ｎ型エピタキシャル層３とが形成されている。Ｎ型エピタキシャル層３は、上方から見てＰ型分離領域２に取り囲まれるように配置されている。さらにＮ型エピタキシャル層３の上面の一部にＰ型拡散抵抗部４が形成されている。この集積回路装置は、Ｎ型エピタキシャル層３の上側を覆うメタル層５を備えている。メタル層５は配線９によって接地されている。
【００２２】
（作用・効果）
この集積回路装置においては、Ｐ型拡散抵抗部４、Ｎ型エピタキシャル層３およびＰ型層１の３つの部分が順に並んでいることによって寄生ＰＮＰトランジスタ６が構成される。また、Ｎ型エピタキシャル層３とＰ型層１とのＰＮ接合によって寄生フォトダイオード７が構成される。トリミングにおいて高電圧、高電流を印加する際にはＮ型エピタキシャル層３を電気的にフローティングにする必要が生じる。Ｎ型エピタキシャル層３がフローティングの状態では寄生フォトダイオード７に光電流が流れることによって寄生ＰＮＰトランジスタ６が動作する余地も生じる。しかし、この状態で上方から光が入射しても、上側にメタル層５があることによって寄生フォトダイオード７への光の入射は防止される。したがって、寄生フォトダイオード７に流れる光電流を抑制することができ、その結果、寄生ＰＮＰトランジスタ６の動作を抑制することができる。
【００２３】
なお、図２に示すように、メタル層５の代わりにＰ型分離領域２まで覆うように拡大したメタル層５ｎを採用したものであれば、外部からの光の入射をより確実に防ぐことができるので好ましい。
【００２４】
図３に示すように、Ｎ型エピタキシャル層３とＰ型層１との間にＮ＋埋め込み層８を配置することも好ましい。「Ｎ＋」の「＋」は不純物濃度が高いことを意味する。Ｎ型のドナー濃度が高いＮ＋埋め込み層８を介在させることによって、Ｎ型エピタキシャル層３とＰ型層１との間の電位障壁が大きくなる。その結果、寄生フォトダイオード７で発生する光電流をさらに低減することができ、回路特性の劣化や誤動作の度合いを低減することができる。
【００２５】
（実施の形態２）
（構成）
図４を参照して、本発明に基づく実施の形態２における集積回路装置について説明する。この集積回路装置は、基本的には実施の形態１で説明したものと同様であるが、メタル層５は電気的には他のどこにも接続されず孤立している。すなわち、いわゆる「フローティング」の状態に維持されている。
【００２６】
（作用・効果）
本実施の形態における集積回路装置では、メタル層５がフローティングであることによって、Ｐ型拡散抵抗部４およびＮ型エピタキシャル層３とメタル層５との間に電位差が発生することを抑制することができ、両者の間で発生する寄生容量を低減することができる。
【００２７】
（実施の形態３）
（構成）
図５を参照して、本発明に基づく実施の形態３における集積回路装置について説明する。この集積回路装置は、基本的には実施の形態１で説明したものと同様であるが、メタル層５は接地される代わりに配線１０によって一定の固定電位の電位供給源（図示省略）に接続されている。
【００２８】
（作用・効果）
本実施の形態における集積回路装置では、メタル層５の電位は常に一定の固定値となっているので、電気的シールド効果を発揮し、メタル層５の下側に隠れる回路の動作をより安定にすることができる。
【００２９】
なお、実施の形態１に示したようにメタル層５を接地することもメタル層５の電位を常に０に固定するという意味では、一定の固定電位にしているといえるが、実施の形態３では、０以外の何らかの一定の固定電位とする例を示した。
【００３０】
（実施の形態４）
（構成）
図６を参照して、本発明に基づく実施の形態４における集積回路装置について説明する。この集積回路装置は、ツェナーダイオード１１を備える。Ｐ型拡散抵抗部４とツェナーダイオード１１とが並列に接続されることによって１つのトリミング用回路を構成している。なお、図６では、便宜上、トリミング用回路の上側を覆うメタル層５を取り除いた状態で表示し、メタル層５の本来の位置は２点鎖線で仮に表示している。図６に示した例は、図３に示した構造にツェナーダイオード１１を備えた構造として示しているが、ほかに、上述の各実施の形態で挙げた構造にツェナーダイオード１１を備えることとしてもよい。
【００３１】
（作用・効果）
本実施の形態における集積回路装置のような構成であれば、トリミング方法としてツェナーザップトリミングを行なうことができる。ツェナーザップトリミングでは、ツェナーダイオード１１に耐圧以上の電圧、電流を印加することとなるが、そのような場合であっても、メタル層５の存在によって、外部からの光の入射を防ぐことができるので、回路特性の劣化や誤動作を防止することができる。
【００３２】
なお、本発明の適用に当たっては、上述の実施の形態のうちいずれか複数を適宜組み合わせて実施してもよい。
【００３３】
なお、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。
【００３４】
【発明の効果】
本発明によれば、トリミングを実施するためにＮ型エピタキシャル層をフローティングにした場合であっても上側を覆うメタル層があるので、光の入射によって寄生フォトダイオードに光電流が流れることを抑制できる。その結果、寄生ＰＮＰトランジスタの動作を抑制できるので、特性低下や誤動作の発生を減らすことができる。さらに、メタル層がフローティングであることによって、Ｐ型拡散抵抗部およびＮ型エピタキシャル層とメタル層との間に電位差が発生することを抑制することができ、両者の間で発生する寄生容量を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に基づく実施の形態１における集積回路装置の斜視断面図である。
【図２】本発明に基づく実施の形態１における集積回路装置の他の例の斜視断面図である。
【図３】本発明に基づく実施の形態１における集積回路装置のさらに他の例の斜視断面図である。
【図４】本発明に基づく実施の形態２における集積回路装置の斜視断面図である。
【図５】本発明に基づく実施の形態３における集積回路装置の斜視断面図である。
【図６】本発明に基づく実施の形態４における集積回路装置の斜視断面図である。
【図７】一般的な赤外線リモコン受信装置、赤外線通信装置などにおける受光部の拡大平面図である。
【図８】従来技術に基づく集積回路装置の斜視断面図である。
【図９】従来技術に基づく集積回路装置にメタル配線を接続した例の斜視断面図である。
【図１０】従来技術に基づく集積回路装置に用いられ得るトリミング用回路の第１の例を示す回路図である。
【図１１】従来技術に基づく集積回路装置に用いられ得るトリミング用回路の第２の例を示す回路図である。
【図１２】従来技術に基づく集積回路装置に用いられ得るトリミング用回路の第３の例を示す回路図である。
【符号の説明】
１  Ｐ型層、２  Ｐ型分離領域、３  Ｎ型エピタキシャル層、４  Ｐ型拡散抵抗部、５  メタル層、６  寄生ＰＮＰトランジスタ、７  寄生フォトダイオード、８  Ｎ＋埋め込み層、９  （接地のための）配線、１０  （固定電位電源に接続するための）配線、１１，２１  ツェナーダイオード、１２  Ｎ＋層、１３  メタル配線、１４  コンタクト部、２２  抵抗体、２３  メタル部、３０  光電変換素子、３０ａ  受光部、３１  集積回路装置、３２  トリミング用回路。
【図１】
2004152889.tif 000003
【図２】
2004152889.tif 000004
【図３】
2004152889.tif 000005
【図４】
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【図５】
2004152889.tif 000007
【図６】
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【図７】
2004152889.tif 000009
【図８】
2004152889.tif 000010
【図９】
2004152889.tif 000011
【図１０】
2004152889.tif 000012
【図１１】
2004152889.tif 000013
【図１２】
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