(57)【要約】【課題】  高周波特性を改善することが可能な多分割受光素子を提供する。【解決手段】  埋込層１２と基板１１間のｐｎ接合とエピタキシャル層１３と拡散層１２間のｐｎ接合により光検出を行う受光素子１が隣接して複数形成されてなる多分割受光素子である。拡散層１２が面内方向において複数の領域１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄに分割形成され、各領域１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄにおいて縦方向にｐｎ接合が形成されている。埋込層１２を複数の領域に分割形成することにより、エピタキシャル層１３や埋込層１２で発生する電子・正孔対の拡散が規制され、例えば、埋込層１２と基板１１間のｐｎ接合にて形成した空乏層端まで達するまでの距離が短くなる。その結果、高速応答に追従可能となり、周波数特性が改善される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
埋込層と基板間のｐｎ接合と、
エピタキシャル層と拡散層間のｐｎ接合により光検出を行う受光素子が隣接して複数形成されてなり、
前記埋込層が面内方向において複数の領域に分割形成され、各領域において縦方向にｐｎ接合が形成されていることを特徴とする多分割受光素子。
【請求項２】
前記埋込層の深さが深く形成されていることを特徴とする請求項１記載の多分割受光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の受光素子を隣接形成した多分割受光素子に関するものであり、特に、受光素子の周波数特性の改善に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
Ｓｉウエハ上に形成した受光素子において、例えばエピタキシャル成長により形成されたｎ層中に高濃度のｐ層を拡散することにより形成されるｐｎ接合を利用した受光素子が知られており、このような受光素子を複数形成した多分割受光素子が提案されている。
【０００３】
多分割受光素子では、例えばＳｉ基板上に埋込層を形成するとともに、埋込層上にエピタキシャル形成されたエピタキシャル層を形成し、このエピタキシャル層として形成されたｎ層中に高濃度のｐ層（拡散層）を形成することにより各受光素子が構成され、また、各受光素子を分離するための素子分離領域が形成されている。このとき、各受光素子は、埋込層と基板間のｐｎ接合と、エピタキシャル層と拡散層間のｐｎ接合を利用して、高感度の受光素子として形成される。
【０００４】
この種の受光素子（フォトダイオード）に関する技術としては、例えば特許文献１に記載される技術がある。なお、特許文献１記載の技術は、短波長の紫外光域の波長を効率良く検出し、照度センサに好適なフォトダイオードを提供しようというものである。
【特許文献１】特開２００３−１９７９４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、多分割受光素子の場合、周波数特性が悪く、高周波数特性を必要とするＣＤ−ＲＯＭ等のピックアップとして利用することができないという問題がある。周波数特性が悪い原因としては、光が照射されたときに、エピタキシャル層や埋込層で発生する電子・正孔対が拡散して、エピタキシャル層と拡散層間のｐｎ接合、あるいは埋込層と基板間のｐｎ接合にて形成した空乏層端まで達するまでの距離が長く、高速応答に追従できないことが挙げられる。
【０００６】
本発明は、上述の従来の実情に鑑みて提案されたものであり、高速応答に追従可能で、周波数特性に優れた多分割受光素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述の目的を達成するために、本発明の多分割受光素子は、埋込層と基板間のｐｎ接合と、エピタキシャル層と拡散層間のｐｎ接合により光検出を行う受光素子が隣接して複数形成されてなり、前記埋込層が面内方向において複数の領域に分割形成され、各領域において縦方向にｐｎ接合が形成されていることを特徴とするものである。
【０００８】
埋込層を複数の領域に分割形成することにより、エピタキシャル層や埋込層で発生する電子・正孔対の拡散が規制され、例えば、埋込層と基板間のｐｎ接合にて形成した空乏層端まで達するまでの距離が短くなる。その結果、高速応答に追従可能となり、周波数特性が改善される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、高速応答に追従可能で、周波数特性に優れた多分割受光素子を提供することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明を適用した多分割受光素子について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１１】
受光素子１は、例えば図１に示すように、ｐ型半導体基板１１上に、寄生抵抗を低減するためのｎ+型埋め込み拡散層１２を形成し、ｎ+型埋め込み拡散層１２より表面側にｐｎ接合を形成するためのｎ型エピタキシャル層１３を形成し、このｎ型エピタキシャル層１３内にｐ+型拡散層１４を形成してなるものである。ｎ型エピタキシャル層１３にはｎ+領域１５において逆バイアスを印加する電極１６が接続され、ｐ+型拡散層１４には信号取り出し用の電極１７が接続されている。
【００１２】
ここで、本実施形態の多分割受光素子では、ｎ+型埋め込み拡散層１２が面内方向で複数の領域、ここでは４つの領域１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄに分割されており、各領域１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄにおいて縦方向にｐｎ接合が形成されている。各領域１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄは縦方向に長く、電子・正孔対の拡散がこの方向に規制され、ｎ+型埋め込み拡散層１２とｐ型半導体基板１１間のｐｎ接合にて形成した空乏層端まで達するまでの距離が短いものとなる。その結果、高速応答に追従可能となり、周波数特性が改善される。
【００１３】
以上が本発明を適用した多分割受光素子の実施形態であるが、本発明がこの実施形態に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。例えば、分割した各領域１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄの深さを深くすることで、クロストーク特性を改善することが可能である。
【００１４】
以下、ｎ+型埋め込み拡散層１２の深さを深くした実施形態について説明する。図２は、第２の実施形態の多分割受光素子の構成を示すものである。本実施形態では、以上の構成を有する受光素子１が隣接して２つ形成されており、多分割受光素子として構成されている。なお、これら受光素子１間には、素子分離領域１８，１９が形成されている。図２においては、便宜上、図中左側の受光素子をＰＤ−Ａ、右側の受光素子をＰＤ−Ｂとしている。なお、各受光素子の構成は、先の図１に示す例と同様である。
【００１５】
各受光素子ＰＤ−Ａ、ＰＤ−Ｂにおいては、ｐ+型拡散層１４に照射される光がｎ+型埋め込み拡散層１２を通過してｐ型半導体基板１１にまで到達すると、電子・正孔対を発生させる。発生した電子・正孔対は、拡散電流となって、再結合する前にｐｎ接合の空乏層端に達したとき、光電流として寄与する。受光素子ＰＤ−Ａに寄与するべき電子・正孔対のうち、基板で発生した電子・正孔対は、拡散により受光素子ＰＤ−Ｂにまで達し、受光素子ＰＤ−Ｂの光電流として寄与する。その結果、クロストークが生ずる。
【００１６】
そこで、本実施形態では、ｎ+型埋め込み拡散層１２の深さ、すなわち各領域１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄの深さｔを深くし、前記照射される光がｐ型半導体基板１１に到達した際の光強度が、極力減衰するようにしている。具体的には、受光素子ＰＤ−Ａ，ＰＤ−Ｂが受光検出する光が波長７８０ｎｍの光である場合、前記のｎ+型埋め込み拡散層１２の深さｔが１０μｍ以上となるように設定する。
【００１７】
その結果、照射された光がｐ型半導体基板１１に到達するころには光強度が減衰し、基板領域にて発生する電子・正孔対は少なくなる。その結果、他の受光素子に拡散して達する電子・正孔対の量が減少し、クロストークが抑制される。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明を適用した多分割受光素子の一例を模式的に示す断面図である。
【図２】本発明を適用した第２の実施形態の多分割受光素子の一例を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
【００１９】
１  受光素子
１１  ｐ型半導体基板
１２  ｎ+型埋め込み拡散層
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ  領域
１３  ｎ型エピタキシャル層
１４  ｐ+型拡散層
１５  ｎ+領域
【図１】
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【図２】
2005109227.tif 000004