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JPH05226627A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

Info

Publication number
JPH05226627A
JPH05226627A JP4023619A JP2361992A JPH05226627A JP H05226627 A JPH05226627 A JP H05226627A JP 4023619 A JP4023619 A JP 4023619A JP 2361992 A JP2361992 A JP 2361992A JP H05226627 A JPH05226627 A JP H05226627A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
photodiode
layer
conductivity type
semiconductor device
cathode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP4023619A
Other languages
English (en)
Inventor
Tetsuya Yamanaka
哲也 山中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Priority to JP4023619A priority Critical patent/JPH05226627A/ja
Publication of JPH05226627A publication Critical patent/JPH05226627A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Light Receiving Elements (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ホトダイオードを備えたBi−CMOS半導
体装置において、ホトダイオードで発生した少数キャリ
アが上記ホトダイオード周辺の回路部に流入することを
抑えることができ、かつホトダイオード自体の感度を向
上できる半導体装置を提供する。 【構成】 ホトダイオードのN-ウェル層5,5とN+
込み層2,2で構成され、ホトダイオードのN+拡散層1
0からなるカソード部から、P型エピタキシャル層4を
突き抜けてP型半導体基板1に達するカソード延長部を
備えた。P型エピタキシャル層4で発生した少数キャリ
アを上記カソード部だけでなく、上記カソード延長部で
も受ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、バイポーラトランジス
タとCMOS(コンプリメンタリ・メタル・オキサイド
・セミコンダクタ)トランジスタおよびホトダイオード
を同一の半導体基板に形成した半導体装置に関する。
【0002】
【従来の技術】集積回路技術の著しい進歩および集積回
路応用技術の進歩に伴って、バイポーラトランジスタと
MOSトランジスタの双方の特性を活用したBi−CM
OS集積回路が開発され、実用化されている。
【0003】図3に、従来から用いられているBi−C
MOS半導体装置の1例の断面を示す。図3に示すよう
に、この半導体装置はP型半導体基板31の表面にN+
埋込み層32,32が形成され、このN+埋込み層32,
32上にN-ウェル層35,35が形成されている。図3
中左側のN-ウェル層35にN+コレクタ拡散層37,P+
ベース拡散層38,N+エミッタ層39を形成し、さらに
エミッタポリシリコン電極44および電極47を形成す
ることでNPNバイポーラトランジスタを形成してい
る。また、図3中右側のN-ウェル層35にソース42
およびドレイン42をなすP+層を形成し、さらにゲー
トポリシリコン電極45および電極47とを形成するこ
とでPチャネルMOSトランジスタを形成している。
【0004】また、図3中央のP型エピタキシャル層3
4にソース41,ドレイン41をなすN+層を形成し、さ
らにゲートポリシリコン45および電極47を形成する
ことで、NチャネルMOSトランジスタを形成してい
る。
【0005】このように、上記Bi−CMOS半導体装
置は、同一のP型半導体基板31に上記NPNバイポー
ラトランジスタとPチャネルMOSトランジスタとNチ
ャネルMOSトランジスタが形成されている。
【0006】図4に示すように、上記Bi−CMOS半
導体装置のP型エピタキシャル層34にカソード部とし
てのN+拡散層40とホトダイオード電極取出し用P+
散層43を形成し、更に電極47を形成することで、上
記Bi−CMOS半導体装置に回路内蔵受光素子となる
ホトダイオードを内蔵させることができる。
【0007】図4に示すホトダイオードを内蔵したBi
−CMOS半導体装置において、上記ホトダイオードも
しくは上記ホトダイオードの周辺に光が入射すると、図
4左端に示すP型エピタキシャル層34内で少数キャリ
アが発生し、この少数キャリアのうち再結合せずに、N
+拡散層40に到達したものが光電流となる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
半導体装置では、上記ホトダイオードのP型エピタキシ
ャル層34で発生した少数キャリアが、その拡散距離の
範囲内で、N+拡散層40だけでなく上記ホトダイオー
ド周辺のNPNトランジスタやMOSトランジスタを含
む回路部にも流入し、上記周辺の回路部の特性に悪影響
を与えるという問題がある。
【0009】そこで、本発明の目的は、ホトダイオード
で発生した少数キャリアが上記ホトダイオード周辺の回
路部に流入することを抑えることができ、かつホトダイ
オード自体の感度を向上できる半導体装置を提供するこ
とにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の半導体装置は、第1導電型半導体基板上に
形成された第1導電型エピタキシャル層内に第2導電型
ウェルが形成され、上記第1導電型エピタキシャル層に
第2導電型チャネルMOSトランジスタおよびホトダイ
オードが形成され、上記第2導電型ウェルに第1導電型
チャネルMOSトランジスタおよびバイポーラトランジ
スタが形成された半導体装置において、上記ホトダイオ
ードの第2導電型層からなるカソード部から、上記第1
導電型エピタキシャル層を突き抜けて、上記第1導電型
半導体基板に達する第2導電型層からなるカソード延長
部を備えたことを特徴としている。
【0011】
【作用】上記構成によれば、上記ホトダイオードが受光
したときに、上記ホトダイオードの第1導電型エピタキ
シャル層で発生した少数キャリアを、上記カソード部だ
けでなく上記カソード延長部でも受ける。したがって、
上記少数キャリアが上記ホトダイオード周辺のMOSト
ランジスタやバイポーラトランジスタを含む回路部に流
入することが抑えられる。したがって、上記少数キャリ
アが上記周辺回路部の動作に悪影響を与えることが抑え
られ、上記周辺回路部の動作特性が向上する。また、上
記少数キャリアは、上記カソード部だけでなく上記カソ
ード延長部によっても光電流に変換されるので、上記ホ
トダイオードの感度が向上する。
【0012】
【実施例】以下、本発明の半導体装置を図示の実施例に
より詳細に説明する。
【0013】図1に示す本発明の実施例の半導体装置の
形成過程を説明する。
【0014】まず、図1に示すように、バイポーラトラ
ンジスタ,PチャネルMOSトランジスタを形成しよう
とする領域のP型半導体基板1および形成しようとする
ホトダイオードのカソード部の周囲に対向する領域にN
+埋込み層2を形成し、次に、上記P型半導体基板1上
にP型エピタキシャル層4を成長させる。
【0015】次に、周知のホトリソグラフィ技術や不純
物拡散技術を用いて、上記バイポーラトランジスタ,P
チャネルMOSトランジスタを形成しようとする領域の
P型エピタキシャル層4および上記形成しようとするホ
トダイオードのカソード部の周囲の領域のP型エピタキ
シャル層4にN-ウェル層5を形成する。このN-ウェル
層5の形成時に、上記N+埋込み層2が、這い上がりに
より上記N-ウェル層5と接触するように熱処理を施
す。この後、上記バイポーラトランジスタのコレクタ拡
散層7,ベース拡散層8,エミッタ層9および形成しよう
とするNチャネルMOSトランジスタのソース11,ド
レイン11となるN+層および上記PチャネルMOSト
ランジスタのソース12,ドレイン12となるP+層およ
び上記ホトダイオードのカソード部となるN+拡散層1
0およびホトダイオード電極取出し用P+拡散層13を
形成する。更に、絶縁膜16と上記PチャネルMOSト
ランジスタおよびNチャネルMOSトランジスタのゲー
トポリシリコン電極15,15と電極17,17を形成す
る。
【0016】上記ホトダイオードのN-ウェル層5,5と
+埋込み層2,2とが、上記ホトダイオードのN+拡散
層10からなるカソード部から上記P型エピタキシャル
層4を突き抜けて、上記P型半導体基板1に達するカソ
ード延長部を構成する。
【0017】上記構成によれば、上記ホトダイオードが
受光したときに、上記ホトダイオードのP型エピタキシ
ャル層4で発生した少数キャリアを、上記N+拡散層1
0からなるカソード部だけでなく、上記ホトダイオード
のN-ウェル層5,5とN+埋込み層2,2からなるカソー
ド延長部でも受ける。したがって、上記少数キャリアが
上記ホトダイオード周辺の上記バイポーラトランジスタ
やMOSトランジスタを含む回路部に流入することを抑
えることができる。したがって、上記少数キャリアが上
記周辺の回路部の動作に悪影響を与えることを抑えるこ
とができ、上記周辺回路部の動作特性を向上できる。
【0018】また、上記少数キャリアは、上記カソード
部だけでなく、上記カソード延長部によっても光電流に
変換されるので、上記ホトダイオードの感度を向上でき
る。
【0019】尚、上記実施例では、ホトダイオードのカ
ソード部の周囲に低濃度のN層であるN-ウェル層5を
形成したが、上記カソード部の周囲に高濃度のN層を形
成してもよい。
【0020】また、上記実施例では、N+拡散層10か
らなるカソード部の周囲にN-ウェル層5,N+埋込み層
2からなるカソード延長部を設けたが、図2に示すよう
に、N+拡散層10からなるカソード部の下面全体にN-
ウェル層55,N+埋込み層52からなり、P型半導体基
板1に達するカソード延長部を設けてもよい。
【0021】
【発明の効果】以上の説明より明らかなように、本発明
の半導体装置は、ホトダイオードとMOSトランジスタ
とバイポーラトランジスタが形成され、上記ホトダイオ
ードの第2導電型層からなるカソード部から、上記第1
導電型エピタキシャル層を突き抜けて、上記第1導電型
半導体基板に達する第2導電型層からなるカソード延長
部を備えたものである。
【0022】したがって、上記ホトダイオードが受光し
たときに、上記ホトダイオードの第1導電型エピタキシ
ャル層で発生した少数キャリアを、上記カソード部だけ
でなく上記カソード延長部でも受ける。したがって、上
記少数キャリアが上記ホトダイオード周辺のMOSトラ
ンジスタやバイポーラトランジスタを含む回路部に流入
することを抑えることができる。したがって、上記少数
キャリアが上記周辺回路部の動作に悪影響を与えること
を抑えることができ、上記周辺回路部の動作特性を向上
できる。また、少数キャリアは、上記カソード部だけで
なく上記カソード延長部によっても光電流に変更される
ので、上記ホトダイオードの感度を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の半導体装置の実施例の断面図であ
る。
【図2】 上記実施例の変形例の断面図である。
【図3】 Bi−CMOS半導体装置の断面図である。
【図4】 従来の半導体装置の断面図である。
【符号の説明】
1 P型半導体基板 2 N+埋込
み層 4 P型エピタキシャル層 5 N-ウェ
ル層 7 コレクタ拡散層 8 ベース拡
散層 9 エミッタ層 10 ホトダイオードのN+拡散層 11 NチャネルMOSトランジスタのソース,ドレ
イン 12 PチャネルMOSトランジスタのソース,ドレ
イン 13 ホトダイオード電極取出し用P+拡散層 14 エミッタポリシリコン電極 15 ゲートポリシリコン電極 16 絶縁膜 17 電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 8422−4M H01L 31/10 Z

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1導電型半導体基板上に形成された第
    1導電型エピタキシャル層内に第2導電型ウェルが形成
    され、上記第1導電型エピタキシャル層に第2導電型チ
    ャネルMOSトランジスタおよびホトダイオードが形成
    され、上記第2導電型ウェルに第1導電型チャネルMO
    Sトランジスタおよびバイポーラトランジスタが形成さ
    れた半導体装置において、 上記ホトダイオードの第2導電型層からなるカソード部
    から、上記第1導電型エピタキシャル層を突き抜けて、
    上記第1導電型半導体基板に達する第2導電型層からな
    るカソード延長部を備えたことを特徴とする半導体装
    置。
JP4023619A 1992-02-10 1992-02-10 半導体装置 Pending JPH05226627A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4023619A JPH05226627A (ja) 1992-02-10 1992-02-10 半導体装置

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JP4023619A JPH05226627A (ja) 1992-02-10 1992-02-10 半導体装置

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Publication Number Publication Date
JPH05226627A true JPH05226627A (ja) 1993-09-03

Family

ID=12115626

Family Applications (1)

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JP4023619A Pending JPH05226627A (ja) 1992-02-10 1992-02-10 半導体装置

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JP (1) JPH05226627A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10284711A (ja) * 1997-04-10 1998-10-23 Hamamatsu Photonics Kk BiCMOS内蔵受光半導体装置
WO1999039391A1 (en) * 1998-01-30 1999-08-05 Hamamatsu Photonics K.K. LIGHT-RECEIVING SEMICONDUCTOR DEVICE WITH BUIT-IN BiCMOS AND AVALANCHE PHOTODIODE
JP2001284629A (ja) * 2000-03-29 2001-10-12 Sharp Corp 回路内蔵受光素子
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