受光素子、この受光素子を備える光ディスク装置及び受光素子の製造方法
【課題】本発明は、クロストーク特性の悪化を招くことなく、各受光領域間のリーク電流を改善する受光素子、この受光素子を備える光ディスク装置、受光素子の製造方法を提供するものである。
【解決手段】本発明に係る受光素子１は、分離領域２を介して第１受光領域４ａ及び第２受光領域４ｂを互いに隣接させて形成し、これらの領域４ａ、４ｂ上に反射防止膜５を形成した受光素子１において、第１受光領域４ａと第２受光領域４ｂとの間の分離領域２上に導電膜６を設けたことを特徴とする。
【解決手段】本発明に係る受光素子１は、分離領域２を介して第１受光領域４ａ及び第２受光領域４ｂを互いに隣接させて形成し、これらの領域４ａ、４ｂ上に反射防止膜５を形成した受光素子１において、第１受光領域４ａと第２受光領域４ｂとの間の分離領域２上に導電膜６を設けたことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受光領域を複数に分割した構造を有する受光素子、この受光素子を備える光ディスク装置及び受光素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＤＶＤプレーヤーや次世代ディスクプレーヤー等の光ピックアップに用いられる受光素子は、受光領域を複数に分割した構造を有しており、ディスク面によって反射されたレーザ光を受光してＲＦ（Radio Frequency）信号を出力しているだけでなく、レーザ光のスポットをディスク面の溝に追随させるためのトラッキングエラー信号や、レーザ光の焦点をディスク面に合わせるためのフォーカスエラー信号を出力する。
【０００３】
従来の受光素子は、一般に、特許文献１に示すように、ｐ型半導体基板にｐ型分離領域を隔てて複数のｎ型半導体領域を有した構造を有している。例えば、図１２に示す従来の受光素子１０１は、ｐ型半導体基体１１１上にエピタキシャル成長させたｎ型半導体層１１２が形成され、このｎ型半導体層１１２にｐ型半導体層１１５からなる分離領域１０２を形成すると共にこの分離領域１０２を介してｎ型半導体層１１２よりも濃度が高いｎ型半導体層１０３、１０３を互いに隣接させて形成することによって、複数の受光領域１０４ａ、１０４ｂを設けた構造を有しており、ｎ型半導体層１１２とｐ型半導体基体１１１との間のＰＮ接合により各受光領域１０４ａ、１０４ｂにフォトダイオードが形成される。
【０００４】
さらに、この受光素子１０１において、発振波長４０５ｎｍ程度の青紫色レーザ光を受光する場合、十分な感度を得にくいため、受光素子１０１上の層間膜を除去した後に反射防止膜１０５を設けるようにしている。
【特許文献１】特開平７−１８３５６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、受光素子１０１の反射防止膜１０５は、ＳｉＯ２膜１１３とＳｉ３Ｎ４膜１１４との積層膜で形成されているために、ウエハーに拡散等を行う前工程、または組立てを行う後工程の途中で、このＳｉ３Ｎ４膜１１４が帯電してしまい、各受光領域１０４ａ、１０４ｂ間の分離領域１０２上の表面１０６の導電型が反転してしまい、受光領域１０４ａ、１０４ｂ間でリーク電流が発生してしまう恐れがあった。
【０００６】
この反転を防止するための第１の方法として、図１３に示す受光素子１２１のように、それぞれの受光領域１０４ａ、１０４ｂの間の分離領域１０２を、ＬＯＣＯＳ酸化膜１１６などの厚い酸化膜とｐ型半導体層１１５とで形成する構造にすることが考えられる。この構造の場合、ＬＯＣＯＳ酸化膜１１６を厚く形成することにより、反射防止膜１０５が帯電することによる分離領域表面１０６の導電型の反転を防ぐことはできる。しかし、同時に、各受光領域１０４ａ、１０４ｂに形成されるフォトダイオードにおいて、分離領域１０２近傍でのレーザ光の入射に対する受光感度が低下してしまい、これら各受光領域１０４ａ、１０４ｂに形成されるフォトダイオード間のクロストーク特性の悪化を招く虞があった。ここで、フォトダイオード間のクロストーク特性は、図１５に示すように、受光素子における分離領域１０２付近にビームスポットが照射されたときに、受光領域１０４ａに形成されたフォトダイオードよって発生する電流Ｉａと受光領域１０４ｂに形成されるフォトダイオードによる電流Ｉｂとの電流の和が、各受光領域１０４ａ，１０４ｂに単独でビームスポットが照射されたときの電流Ｉａ，Ｉｂと略同一となることが望ましい。
【０００７】
また、この反転を防止するための第２の方法として、図１４に示す受光素子１３１のように、分離領域１０２の表面１０６の不純物濃度をさらに上げて、濃度の高いｐ型半導体層１１７を設ける構造とすることが考えられる。この場合、分離領域１０２の表面濃度を上げることにより、反射防止膜１０５が帯電することによる分離領域表面１０６の導電型の反転を防ぐことはできる。しかし、この分離領域１０２の表面１０６においてキャリアの再結合が増えてしまうことになるので、同時に分離領域１０２近傍でのレーザ光の入射に対して各受光領域１０４ａ、１０４ｂに形成されるフォトダイオードの感度が低下してしまい、これらフォトダイオード間のクロストーク特性の悪化を招く虞があった。また、各受光領域１０４ａ、１０４ｂに形成されるフォトダイオードの耐圧を確保するために、分離領域１０２とｎ型半導体層１０３との間隔を離す必要が生じ、受光領域１０４ａ、１０４ｂの寄生容量の増加にもつながる虞があった。
【０００８】
本発明は、上述の点に鑑み、クロストーク特性の悪化を招くことなく、各受光領域に形成されるフォトダイオード間のリーク電流を抑えた受光素子、この受光素子を備える光ディスク装置、受光素子の製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の発明は、分離領域を介して第１受光領域及び第２受光領域を互いに隣接させて形成し、これらの領域上に反射防止膜を形成した受光素子において、前記第１受光領域と前記第２受光領域との間の前記反射防止膜上に導電膜を設けたことを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記導電膜は、前記第１受光領域と前記分離領域との間の前記反射防止膜上と、前記第２受光領域と前記分離領域との間の前記反射防止膜上とにそれぞれ設けられていることを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の発明において、前記導電膜に電圧を印加するコンタクト電極を形成したことを特徴とする。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の発明において、前記導電膜は、シリコンに不純物を混入させて形成した膜、または、金属シリサイドにより構成した膜であることを特徴とする。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、光ディスクを保持して回転駆動する駆動手段と、前記光ディスクにレーザ光を照射する発光素子と、前記レーザ光の前記光ディスクによる反射光を受光する受光素子と、前記受光素子における受光結果に応じて前記光ディスクへの記録又は再生を行う処理部とを備えた光ディスク装置において、前記受光素子は、分離領域を介して第１受光領域及び第２受光領域を互いに隣接させて形成しており、これらの領域上に反射防止膜を形成し、前記第１受光領域と前記第２受光領域との間の前記反射防止膜上に導電膜を設けたことを特徴とする。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、前記第１導電型の半導体基体と、前記半導体基体に第２導電型の第１半導体層を形成する工程と、前記第１半導体層に形成される第１受光領域及び第２受光領域を分離するための分離領域を形成する工程と、前記第１半導体層上に反射防止膜を形成する工程と、前記第１受光領域が形成される領域と前記第２受光領域が形成される領域との間の前記反射防止膜上に選択的に導電膜を形成する工程と、前記導電膜をマスクとして第２導電型の不純物を注入により前記第１受光領域と前記第２受光領域を形成する工程とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、分離領域を介して第１受光領域及び第２受光領域を互いに隣接させて形成し、これらの領域上に反射防止膜を形成した受光素子において、第１受光領域と第２受光領域との間の反射防止膜上に導電膜を設けたので、この導電膜によって分離領域表面の反転を抑えることができ、反射防止膜が帯電することによる各受光領域間のリーク電流を抑える。従って、各受光領域間を分離する分離領域の幅をさらに微細化して形成することができ、各受光領域に形成したフォトダイオード間のクロストーク特性を向上することができる。また、図１４に示す従来の受光素子１３１のように、分離領域の表面濃度をあげる必要が無いため、フォトダイオードの耐圧低下やフォトダイオードのカソード−アノード間の容量増加を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本実施の形態に係る光ディスク装置は、光ディスクを保持して回転駆動する駆動手段と、光ディスクにレーザ光を照射する発光素子と、このレーザ光の光ディスクによる反射光を受光する受光素子と、この受光素子における受光結果に応じて光ディスクへの記録又は再生を行う制御部とを備えており、特に、受光素子に特徴を有するものである。
【００１７】
すなわち、受光素子は、分離領域を介して第１受光領域及び第２受光領域を互いに隣接させて形成し、これらの領域上に反射防止膜を形成し、第１受光領域と第２受光領域との間の分離領域上に導電膜を設けている。
【００１８】
このように本実施の形態に係る受光素子には導電膜を設けているので、この導電膜に対して分離領域表面の導電型が反転が発生しないように電位を印加することにより、分離領域表面の反転を抑えることができ、反射防止膜が帯電することによる各受光領域間のリーク電流が抑えられる。従って、各受光領域間を分離する分離領域の幅をさらに微細化して形成することができ、各受光領域に形成したフォトダイオード間のクロストーク特性を向上することができる。
【００１９】
さらに、導電膜は、第１受光領域と分離領域との間の反射防止膜上と、第２受光領域と分離領域との間の反射防止膜上とにそれぞれ設けてもよい。
【００２０】
このようにすれば、導電膜と分離領域との対向面積部分で形成される寄生容量を低減することができ、光ディスク装置の高速化を図ることができ、青色レーザなどを用いて大容量を記憶する場合に利点がある。
【００２１】
導電膜に電圧を印加するコンタクト電極を導電膜上に備えてもよい。このコンタクト電極は受光領域外に備えることが望ましい。
【００２２】
このようにすれば、コンタクト電極を介して導電膜に電圧を印加することができ、これによって反射防止膜の帯電による分離領域表面の導電型の反転を防いで受光領域間のリーク電流を抑えることができる。
【００２３】
導電膜は、シリコンに不純物を混入させて形成した膜、または、金属シリサイドにより構成した膜でもよい。例えば、金属と合金化した金属シリサイドとしては、コバルトシリサイド、タングステンシリサイド、チタンシリサイド、モリブデンシリサイド、タンタルシリサイド、ニッケルシリサイドなどであってもよい。また、シリコンに不純物を混入させて形成した膜で導電膜を形成することにより、受光領域の形成と同時に導電膜を形成でき、生産コストを低減することができる。
【００２４】
また、本実施の形態に係る受光素子の製造方法は、前記第１導電型の半導体基体と、前記半導体基体に第２導電型の第１半導体層を形成する工程と、前記第１半導体層に形成される第１受光領域及び第２受光領域を分離するための分離領域を形成する工程と、前記第１半導体層上に反射防止膜を形成する工程と、前記第１受光領域が形成される領域と前記第２受光領域が形成される領域との間の前記反射防止膜上に選択的に導電膜を形成する工程と、前記導電膜をマスクとして第２導電型の不純物を注入により前記第１受光領域と前記第２受光領域を形成する工程とを有することを特徴とする。
【００２５】
本実施の形態に係る受光素子の製造方法によれば、分離領域上に形成した導電膜をマスクとして利用することにより自己整合的に第１受光領域と第２受光領域とを形成することができる。
【００２６】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。まず、本実施の形態に係る受光素子について、詳細に説明する。図１は、本実施の形態に係る受光素子を示す構成図である。本実施の形態は、第１導電型をｐ型とし、第２導電型をｎ型とした。
【００２７】
本実施の形態に係る受光素子１は、シリコン基板にｐ型不純物を添加してなるｐ型半導体基体１１上にエピタキシャル成長させたｎ型半導体層１２が形成されており、このｎ型半導体層１２にこのｎ型半導体層１２よりも不純物濃度が高いｎ型半導体層３ａ，３ｂが形成されると共に、これらのｎ型半導体層３ａ，３ｂを分離するために、ｎ型半導体層１２にｐ型分離領域２が形成される。
【００２８】
ここで、分離領域２を介して分離される領域をそれぞれ第１受光領域４ａ及び第２受光領域４ｂとする。第１受光領域４ａは、ｐ型半導体基体１１、ｎ型半導体層１２及びｎ型半導体層３ａから形成され、ｐ型半導体基体１１とｎ型半導体層１２との間のＰＮ接合により第１受光領域４ａにフォトダイオードが形成される。また、第２受光領域４ｂは、ｐ型半導体基体１１、ｎ型半導体層１２及びｎ型半導体層３ｂから形成され、ｐ型半導体基体１１とｎ型半導体層１２との間のＰＮ接合により第２受光領域４ｂにフォトダイオードが形成される。なお、これらのフォトダイオードは、ｐ型半導体基体１１をアノードとし、ｎ型半導体層１２をカソードとしている。
【００２９】
また、これらの受光領域４ａ、４ｂ及び分離領域２上には反射防止膜５が形成され、さらに、第１受光領域４ａと第２受光領域４ｂとの間の分離領域２上に全面に導電膜６が形成される。
【００３０】
導電膜６には、さらに受光領域外において電圧を印加するコンタクト電極が接続されており、配線層からコンタクト電極と分離領域２間に電圧を印加することにより、分離領域２の表面の導電型の反転を防止する。ここで、コンタクト電極を介して導電膜６に印加する電圧としては、分離領域２の表面の導電型の反転が発生しないように、受光領域４ａ、４ｂに形成されるフォトダイオードのカソード側の電圧以上を印加するとさらによい。
【００３１】
この導電膜６は、多結晶シリコンのポリシリコン膜にＡｓ不純物をイオン注入して形成したものを用いた。なお、金属シリサイド膜としては、コバルトシリサイド、タングステンシリサイド、チタンシリサイド、モリブデンシリサイド、タンタルシリサイド、ニッケルシリサイドなどであってもよい。
【００３２】
ここで反射防止膜５は、シリコン酸化膜１３とシリコン窒化膜１４との積層膜で形成する。例えば、反射防止膜５は、受光領域４ａ，４ｂに発振波長４０５ｎｍの青紫系レーザ光が入射できるように膜厚及び材質を最適化している。特に、反射防止膜５の膜の層数は、上述した２層膜に限定するものではなく、反射防止膜として機能できれば単層膜であってもよいし、三層以上の多層膜で構成したものでもよい。なお、このシリコン窒化膜は、受光素子１を形成するウエハー処理工程のプラズマＣＶＤ等のプラズマ処理、組立て工程のスクライブ処理などで帯電しやすいものである。
【００３３】
本実施の形態に係る受光素子１によれば、各第１受光領域４ａと第２受光領域４ｂ間の、反射防止膜５上の一部にポリシリコン膜を残して導電膜６が形成されており、その導電膜６に分離領域２の表面の導電型が反転が発生しないように電位を印加することにより、分離領域２の表面の反転を抑えることができ、反射防止膜５が帯電することによる各受光領域４ａ、４ｂ間のリーク電流が抑えられる。従って、各受光領域４ａ、４ｂ間を分離する分離領域の幅をさらに微細化して形成することができ、各受光領域４ａ、４ｂに形成したフォトダイオード間のクロストーク特性を向上することができる。また、図１４に示す従来の受光素子１３１のように、分離領域の表面濃度をあげる必要が無いため、受光素子の耐圧低下や受光素子のカソード−アノード間の容量増加を抑えることができる。
【００３４】
図２に示す受光素子１’は、上述した図１の受光素子１の導電膜６をサイドウォール形状に形成したものである。図２は、本実施の形態に係る他の受光素子１’を示す構成図である。図３は、本実施の形態に係る他の受光素子１’を示す平面図である。
【００３５】
本実施の形態に係る受光素子１’は、受光素子１と同様に、受光領域４ａ、４ｂ及び分離領域２が形成され、これらの領域上に反射防止膜５が形成されるものであり、導電膜の形成を異なるものとしている。すなわち、図２に示すように、受光素子１’は、各受光領域４ａ，４ｂ間の分離領域２上の全面に形成したポリシリコン膜の中央部分を取り除き、端部分にポリシリコン膜を残して導電膜６’が形成される。言い換えれば、受光素子１の導電膜６の中央部を取り除いた構造である。
【００３６】
また、導電膜６’は、図３に示すように、各受光領域外に延伸して形成されており、受光領域４ａ，４ｂ外の導電膜６’に電圧印加するコンタクト電極１０を形成する。このコンタクト電極１０は、配線層（図示せず）と電気的に接続する。導電膜６’の幅Ｗ１は、狭く形成するほど反射防止膜とによって生じる寄生容量が小さくなる。
【００３７】
本実施の形態に係る受光素子１’によれば、各受光領域４ａ，４ｂ間の分離領域２上の一部にポリシリコン膜を残して導電膜６’が形成されており、その導電膜６’に電圧を与えることにより、反射防止膜５の帯電による分離領域２の表面の反転を抑えることができ、受光領域４ａ、４ｂ間のリーク電流を抑えることができる。従って、各受光領域４ａ，４ｂ間を分離する分離領域の幅をさらに微細化して形成することができ、各受光領域に形成したフォトダイオード間のクロストーク特性を向上することができる。また、図１４に示す従来の受光素子１３１のように、分離領域の表面濃度をあげる必要が無いため、受光素子の耐圧低下や受光素子のカソード−アノード間の容量増加を抑えることができる。
【００３８】
さらに、サイドウォール形状の導電膜６’は、分離領域２の表面の電位が、上部のコンタクト電極１０に電圧を印加することにより常に反転を抑えられているため、各受光領域４ａ，４ｂに形成されるフォトダイオードの各カソード間に電位差が生じた場合でも、ＭＯＳ動作を防ぐことができる。
【００３９】
またに、分離領域２上の全面にポリシリコン導電膜を残す場合に比べて、ポリシリコン導電膜６’の反射防止膜５と分離領域２間の対向面積を少なくすることができ、ポリシリコン導電膜６’と分離領域２で形成される寄生容量の増加を抑制することができる。
【００４０】
また、サイドウォール形状の導電膜６’は、全面に形成した導電膜６の幅に比べ、導電膜６’の幅を細く形成できるため、導電膜６’の抵抗は大きくなる。結果として、ポリシリコン導電膜６’と分離領域２で形成される寄生容量に大きな抵抗がつくことになり、この寄生容量が相対的に見えにくい方向になり、受光素子の高速化を図ることができる。
【００４１】
しかも、隣接するフォトダイオードのそれぞれのカソード間の結合が、全面にポリシリコン膜を残す導電膜６場合にはこの導電膜６で形成されるのに対して、本受光素子１’の構造では、サイドウォール形状のポリシリコン導電膜６’とその間の絶縁膜による容量で形成されるため、インピーダンスも高くなり、その点でも各受光領域４ａ，４ｂに形成されるフォトダイオードの周波数特性が良好になり、青紫色レーザなどを用いて大容量記録に対応可能な高速化を図ることができる。
【００４２】
上述した本受光素子１を備えた光ディスク装置について説明する。図４は、本実施の形態に係る光ディスク装置の概略構成を示す図である。なお、受光素子１’を備えた光ディスク装置については受光素子１を備えた光ディスク装置と構成が同じであるため、ここでは省略する。
【００４３】
本実施の形態に係る光ディスク装置２１は、光ディスク２５を保持して回転駆動する駆動手段２３と、光ディスク２５に発振波長４０５ｎｍの青紫色のレーザ光を照射する発光素子２２と、レーザ光の光ディスク２５による反射光を受光する受光素子１，と、受光素子における受光結果に応じて光ディスク２５への記録又は再生を行う処理部である処理回路２４を有している。特に、本受光素子１，は、受光領域を複数（ここでは４つ)に分割した構造を有しており、図１に示すように、分離領域２を介して各受光領域を互いに隣接させて形成し、これらの領域上に反射防止膜５を形成し、受光領域間の反射防止膜５上に導電膜６を設けている。
【００４４】
そして、この受光素子１により、光ディスク２５面によって反射されたレーザ光を受光してＲＦ（Radio Frequency）信号を出力しているだけでなく、レーザ光のスポットをディスク面の溝に追随させるためのトラッキングエラー信号や、レーザ光の焦点をディスク面に合わせるためのフォーカスエラー信号を出力する。
【００４５】
このように本実施の形態に係る光ディスク装置２１は、ＲＦ信号や各種エラー信号を出力する受光素子として、上述の特徴ある受光素子１，１’を適用していることから、品質を向上させることができ、また、高速化を図ることができる。
【００４６】
サイドウォール形状の導電膜６’を備えた受光素子１’の製造方法について図面を参照して具体的に説明する。図５〜図１１は、本実施の形態に係るサイドウォール形状の導電膜を備えた受光素子１’の製造方法の工程図を示す。
【００４７】
先ず、図５に示すように、シリコン基板にｐ型不純物を添加してなるｐ型半導体基体１１上にエピタキシャル成長したｎ型半導体層１２を形成する。例えば、ｎ型半導体層１２は、１Ωcm、膜厚１μm程度で形成する。
【００４８】
次に、図６に示すように、イオン注入により、隣り合う受光領域となる領域間を分離するｐ型分離領域２が形成される。この分離領域２は、アイソレーション領域である。例えば、ｐ型分離領域は、イオン注入を拡散によって形成していてもよい。
【００４９】
次に、図７に示すように、熱酸化などによりシリコン酸化膜１３を形成し、その後、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法によりシリコン窒化膜１４を形成する。反射防止膜５は、シリコン酸化膜１３とシリコン窒化膜１４によって構成する。例えば、シリコン酸化膜１３は、１０ｎｍ程度で成膜し、シリコン窒化膜１４は、膜厚５０ｎｍ程度で成膜する。
【００５０】
次に、図８に示すように、ＣＶＤ法によりシリコン酸化膜を形成し、その後、フォトリソグラフィ法により、フォトレジストなどを用いてパターニング処理を行い、例えばクエン酸等のウェットエッチングまたはＲＩＥ（Reactive Ion Etching）などのドライエッチングにより分離領域２上の反射防止膜５上にシリコン酸化膜７を選択的に残して形成する。例えば、シリコン酸化膜７は、膜厚２００ｎｍ程度で成膜する。
【００５１】
次に、図９に示すように、ＣＶＤ法により導電性のポリシリコン膜１５を形成する。例えば、ポリシリコン膜１５は、膜厚３００ｎｍ程度で成膜する。
【００５２】
次に、図１０に示すように、全面エッチバックを行うことにより、シリコン酸化膜７の側壁にサイドウォール形状のポリシリコン導電膜６’を残して形成する。さらに、砒素（Ａｓ）不純物のイオン注入を行うことにより、シリコン酸化膜７とサイドウォール形状のポリシリコン導電膜６’が、マスクとなるため自己整合的にｎ型半導体層３ａ，３ｂが形成される。この際、シリコン酸化膜７とサイドウォール形状のポリシリコン導電膜６’直下の各受光領域４ａ、４ｂには、ｎ型半導体層３ａ，３ｂが形成されない。例えば、Ａｓ不純物のイオン注入は、エネルギーを３０ｋｅＶ、不純物濃度を１Ｅ１５(１／ｃｍ２)程度で行う。
【００５３】
次に、図１１に示すように、層間膜の形成と拡散したｎ型半導体層３ａ，３ｂの活性化のための熱処理を施したのち、最終的に、第１受光領域４ａ及び第２受光領域４ｂ上の層間膜を除去し反射防止膜５を露出させる。受光素子１’は、第１受光領域４ａ及び第２受光領域４ｂ間に分離領域２を挟んで形成され、この分離領域２上に反射防止膜５を介してサイドウォール形状のポリシリコン導電膜６’が形成される。
【００５４】
本受光素子のサイドウォール形状のポリシリコン導電膜６’は、図３に示すように、各受光領域４ａ，４ｂ外まで延伸して形成され、この受光領域４ａ、４ｂ外のサイドウォール形状のポリシリコン導電膜６’上にコンタクト電極１０を形成して、コンタクト電極１０と配線層（図示せず）とを電気的に接続される。よって本実施の形態に係る受光素子１’を得ることができる。
【００５５】
なお、本実施の形態に係る受光素子１の製造方法の詳細な説明については省略するも、上述した図５〜図７までの製造工程を行った後、ＣＶＤ法によりポリシリコン膜１５を形成して、エッチバックを行い、ポリシリコン導電膜６を形成する。ポリシリコン導電膜６は、Ａｓ不純物をイオン注入する場合、マスクとなるため、自己整合的に受光領域４を形成する。本実施の形態に係る受光素子１を得ることができる。
【００５６】
本実施の形態に係る受光素子の製造方法によれば、受光領域を形成するためのイオン注入を行う場合、ポリシリコン導電膜がマスクとなり、自己整合的に各受光領域４ａ，４ｂにｎ型半導体層３ａ，３ｂを形成することができる。また、半導体基体としては、ガリウム（Ｇａ）、砒素（Ａｓ）等の半絶縁基体であってもよい。
【００５７】
なお、本実施の形態に係る受光素子において、分離領域は、Ａｓ不純物をイオン注入して濃度の高いアイソレーション領域として形成したが、ＬＯＣＯＳ酸化膜で形成してもよい。
【００５８】
本発明に係る実施の一形態について具体的に説明したが、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものでなく、本発明の技術的思想に基づく各種の変形は可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本実施の形態における受光素子の構成を示す図である。
【図２】本実施の形態における他の受光素子の構成を示す図である。
【図３】図２の受光素子を示す平面図である。
【図４】本実施の形態における光ディスク装置の概略構成を示す図である。
【図５】図２の受光素子の製造工程を示す図である。
【図６】図２の受光素子の製造工程を示す図である。
【図７】図２の受光素子の製造工程を示す図である。
【図８】図２の受光素子の製造工程を示す図である。
【図９】図２の受光素子の製造工程を示す図である。
【図１０】図２の受光素子の製造工程を示す図である。
【図１１】図２の受光素子の製造工程を示す図である。
【図１２】従来の受光素子の構成を示す図である。
【図１３】従来の受光素子の構成を示す図である。
【図１４】従来の受光素子の構成を示す図である。
【図１５】フォトダイオード間のクロストーク特性を説明するための図である。
【符号の説明】
【００６０】
１、１’ 受光素子
２ 分離領域
３ フォトダイオード
４ 受光領域
５ 反射防止膜
６、６’ 導電膜
７ シリコン酸化膜
１０ コンタクト電極
１１ 半導体基体
１２ 第１半導体層
１３ シリコン酸化膜
１４ シリコン窒化膜
１５ ポリシリコン膜
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受光領域を複数に分割した構造を有する受光素子、この受光素子を備える光ディスク装置及び受光素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＤＶＤプレーヤーや次世代ディスクプレーヤー等の光ピックアップに用いられる受光素子は、受光領域を複数に分割した構造を有しており、ディスク面によって反射されたレーザ光を受光してＲＦ（Radio Frequency）信号を出力しているだけでなく、レーザ光のスポットをディスク面の溝に追随させるためのトラッキングエラー信号や、レーザ光の焦点をディスク面に合わせるためのフォーカスエラー信号を出力する。
【０００３】
従来の受光素子は、一般に、特許文献１に示すように、ｐ型半導体基板にｐ型分離領域を隔てて複数のｎ型半導体領域を有した構造を有している。例えば、図１２に示す従来の受光素子１０１は、ｐ型半導体基体１１１上にエピタキシャル成長させたｎ型半導体層１１２が形成され、このｎ型半導体層１１２にｐ型半導体層１１５からなる分離領域１０２を形成すると共にこの分離領域１０２を介してｎ型半導体層１１２よりも濃度が高いｎ型半導体層１０３、１０３を互いに隣接させて形成することによって、複数の受光領域１０４ａ、１０４ｂを設けた構造を有しており、ｎ型半導体層１１２とｐ型半導体基体１１１との間のＰＮ接合により各受光領域１０４ａ、１０４ｂにフォトダイオードが形成される。
【０００４】
さらに、この受光素子１０１において、発振波長４０５ｎｍ程度の青紫色レーザ光を受光する場合、十分な感度を得にくいため、受光素子１０１上の層間膜を除去した後に反射防止膜１０５を設けるようにしている。
【特許文献１】特開平７−１８３５６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、受光素子１０１の反射防止膜１０５は、ＳｉＯ２膜１１３とＳｉ３Ｎ４膜１１４との積層膜で形成されているために、ウエハーに拡散等を行う前工程、または組立てを行う後工程の途中で、このＳｉ３Ｎ４膜１１４が帯電してしまい、各受光領域１０４ａ、１０４ｂ間の分離領域１０２上の表面１０６の導電型が反転してしまい、受光領域１０４ａ、１０４ｂ間でリーク電流が発生してしまう恐れがあった。
【０００６】
この反転を防止するための第１の方法として、図１３に示す受光素子１２１のように、それぞれの受光領域１０４ａ、１０４ｂの間の分離領域１０２を、ＬＯＣＯＳ酸化膜１１６などの厚い酸化膜とｐ型半導体層１１５とで形成する構造にすることが考えられる。この構造の場合、ＬＯＣＯＳ酸化膜１１６を厚く形成することにより、反射防止膜１０５が帯電することによる分離領域表面１０６の導電型の反転を防ぐことはできる。しかし、同時に、各受光領域１０４ａ、１０４ｂに形成されるフォトダイオードにおいて、分離領域１０２近傍でのレーザ光の入射に対する受光感度が低下してしまい、これら各受光領域１０４ａ、１０４ｂに形成されるフォトダイオード間のクロストーク特性の悪化を招く虞があった。ここで、フォトダイオード間のクロストーク特性は、図１５に示すように、受光素子における分離領域１０２付近にビームスポットが照射されたときに、受光領域１０４ａに形成されたフォトダイオードよって発生する電流Ｉａと受光領域１０４ｂに形成されるフォトダイオードによる電流Ｉｂとの電流の和が、各受光領域１０４ａ，１０４ｂに単独でビームスポットが照射されたときの電流Ｉａ，Ｉｂと略同一となることが望ましい。
【０００７】
また、この反転を防止するための第２の方法として、図１４に示す受光素子１３１のように、分離領域１０２の表面１０６の不純物濃度をさらに上げて、濃度の高いｐ型半導体層１１７を設ける構造とすることが考えられる。この場合、分離領域１０２の表面濃度を上げることにより、反射防止膜１０５が帯電することによる分離領域表面１０６の導電型の反転を防ぐことはできる。しかし、この分離領域１０２の表面１０６においてキャリアの再結合が増えてしまうことになるので、同時に分離領域１０２近傍でのレーザ光の入射に対して各受光領域１０４ａ、１０４ｂに形成されるフォトダイオードの感度が低下してしまい、これらフォトダイオード間のクロストーク特性の悪化を招く虞があった。また、各受光領域１０４ａ、１０４ｂに形成されるフォトダイオードの耐圧を確保するために、分離領域１０２とｎ型半導体層１０３との間隔を離す必要が生じ、受光領域１０４ａ、１０４ｂの寄生容量の増加にもつながる虞があった。
【０００８】
本発明は、上述の点に鑑み、クロストーク特性の悪化を招くことなく、各受光領域に形成されるフォトダイオード間のリーク電流を抑えた受光素子、この受光素子を備える光ディスク装置、受光素子の製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の発明は、分離領域を介して第１受光領域及び第２受光領域を互いに隣接させて形成し、これらの領域上に反射防止膜を形成した受光素子において、前記第１受光領域と前記第２受光領域との間の前記反射防止膜上に導電膜を設けたことを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記導電膜は、前記第１受光領域と前記分離領域との間の前記反射防止膜上と、前記第２受光領域と前記分離領域との間の前記反射防止膜上とにそれぞれ設けられていることを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の発明において、前記導電膜に電圧を印加するコンタクト電極を形成したことを特徴とする。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の発明において、前記導電膜は、シリコンに不純物を混入させて形成した膜、または、金属シリサイドにより構成した膜であることを特徴とする。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、光ディスクを保持して回転駆動する駆動手段と、前記光ディスクにレーザ光を照射する発光素子と、前記レーザ光の前記光ディスクによる反射光を受光する受光素子と、前記受光素子における受光結果に応じて前記光ディスクへの記録又は再生を行う処理部とを備えた光ディスク装置において、前記受光素子は、分離領域を介して第１受光領域及び第２受光領域を互いに隣接させて形成しており、これらの領域上に反射防止膜を形成し、前記第１受光領域と前記第２受光領域との間の前記反射防止膜上に導電膜を設けたことを特徴とする。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、前記第１導電型の半導体基体と、前記半導体基体に第２導電型の第１半導体層を形成する工程と、前記第１半導体層に形成される第１受光領域及び第２受光領域を分離するための分離領域を形成する工程と、前記第１半導体層上に反射防止膜を形成する工程と、前記第１受光領域が形成される領域と前記第２受光領域が形成される領域との間の前記反射防止膜上に選択的に導電膜を形成する工程と、前記導電膜をマスクとして第２導電型の不純物を注入により前記第１受光領域と前記第２受光領域を形成する工程とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、分離領域を介して第１受光領域及び第２受光領域を互いに隣接させて形成し、これらの領域上に反射防止膜を形成した受光素子において、第１受光領域と第２受光領域との間の反射防止膜上に導電膜を設けたので、この導電膜によって分離領域表面の反転を抑えることができ、反射防止膜が帯電することによる各受光領域間のリーク電流を抑える。従って、各受光領域間を分離する分離領域の幅をさらに微細化して形成することができ、各受光領域に形成したフォトダイオード間のクロストーク特性を向上することができる。また、図１４に示す従来の受光素子１３１のように、分離領域の表面濃度をあげる必要が無いため、フォトダイオードの耐圧低下やフォトダイオードのカソード−アノード間の容量増加を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本実施の形態に係る光ディスク装置は、光ディスクを保持して回転駆動する駆動手段と、光ディスクにレーザ光を照射する発光素子と、このレーザ光の光ディスクによる反射光を受光する受光素子と、この受光素子における受光結果に応じて光ディスクへの記録又は再生を行う制御部とを備えており、特に、受光素子に特徴を有するものである。
【００１７】
すなわち、受光素子は、分離領域を介して第１受光領域及び第２受光領域を互いに隣接させて形成し、これらの領域上に反射防止膜を形成し、第１受光領域と第２受光領域との間の分離領域上に導電膜を設けている。
【００１８】
このように本実施の形態に係る受光素子には導電膜を設けているので、この導電膜に対して分離領域表面の導電型が反転が発生しないように電位を印加することにより、分離領域表面の反転を抑えることができ、反射防止膜が帯電することによる各受光領域間のリーク電流が抑えられる。従って、各受光領域間を分離する分離領域の幅をさらに微細化して形成することができ、各受光領域に形成したフォトダイオード間のクロストーク特性を向上することができる。
【００１９】
さらに、導電膜は、第１受光領域と分離領域との間の反射防止膜上と、第２受光領域と分離領域との間の反射防止膜上とにそれぞれ設けてもよい。
【００２０】
このようにすれば、導電膜と分離領域との対向面積部分で形成される寄生容量を低減することができ、光ディスク装置の高速化を図ることができ、青色レーザなどを用いて大容量を記憶する場合に利点がある。
【００２１】
導電膜に電圧を印加するコンタクト電極を導電膜上に備えてもよい。このコンタクト電極は受光領域外に備えることが望ましい。
【００２２】
このようにすれば、コンタクト電極を介して導電膜に電圧を印加することができ、これによって反射防止膜の帯電による分離領域表面の導電型の反転を防いで受光領域間のリーク電流を抑えることができる。
【００２３】
導電膜は、シリコンに不純物を混入させて形成した膜、または、金属シリサイドにより構成した膜でもよい。例えば、金属と合金化した金属シリサイドとしては、コバルトシリサイド、タングステンシリサイド、チタンシリサイド、モリブデンシリサイド、タンタルシリサイド、ニッケルシリサイドなどであってもよい。また、シリコンに不純物を混入させて形成した膜で導電膜を形成することにより、受光領域の形成と同時に導電膜を形成でき、生産コストを低減することができる。
【００２４】
また、本実施の形態に係る受光素子の製造方法は、前記第１導電型の半導体基体と、前記半導体基体に第２導電型の第１半導体層を形成する工程と、前記第１半導体層に形成される第１受光領域及び第２受光領域を分離するための分離領域を形成する工程と、前記第１半導体層上に反射防止膜を形成する工程と、前記第１受光領域が形成される領域と前記第２受光領域が形成される領域との間の前記反射防止膜上に選択的に導電膜を形成する工程と、前記導電膜をマスクとして第２導電型の不純物を注入により前記第１受光領域と前記第２受光領域を形成する工程とを有することを特徴とする。
【００２５】
本実施の形態に係る受光素子の製造方法によれば、分離領域上に形成した導電膜をマスクとして利用することにより自己整合的に第１受光領域と第２受光領域とを形成することができる。
【００２６】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。まず、本実施の形態に係る受光素子について、詳細に説明する。図１は、本実施の形態に係る受光素子を示す構成図である。本実施の形態は、第１導電型をｐ型とし、第２導電型をｎ型とした。
【００２７】
本実施の形態に係る受光素子１は、シリコン基板にｐ型不純物を添加してなるｐ型半導体基体１１上にエピタキシャル成長させたｎ型半導体層１２が形成されており、このｎ型半導体層１２にこのｎ型半導体層１２よりも不純物濃度が高いｎ型半導体層３ａ，３ｂが形成されると共に、これらのｎ型半導体層３ａ，３ｂを分離するために、ｎ型半導体層１２にｐ型分離領域２が形成される。
【００２８】
ここで、分離領域２を介して分離される領域をそれぞれ第１受光領域４ａ及び第２受光領域４ｂとする。第１受光領域４ａは、ｐ型半導体基体１１、ｎ型半導体層１２及びｎ型半導体層３ａから形成され、ｐ型半導体基体１１とｎ型半導体層１２との間のＰＮ接合により第１受光領域４ａにフォトダイオードが形成される。また、第２受光領域４ｂは、ｐ型半導体基体１１、ｎ型半導体層１２及びｎ型半導体層３ｂから形成され、ｐ型半導体基体１１とｎ型半導体層１２との間のＰＮ接合により第２受光領域４ｂにフォトダイオードが形成される。なお、これらのフォトダイオードは、ｐ型半導体基体１１をアノードとし、ｎ型半導体層１２をカソードとしている。
【００２９】
また、これらの受光領域４ａ、４ｂ及び分離領域２上には反射防止膜５が形成され、さらに、第１受光領域４ａと第２受光領域４ｂとの間の分離領域２上に全面に導電膜６が形成される。
【００３０】
導電膜６には、さらに受光領域外において電圧を印加するコンタクト電極が接続されており、配線層からコンタクト電極と分離領域２間に電圧を印加することにより、分離領域２の表面の導電型の反転を防止する。ここで、コンタクト電極を介して導電膜６に印加する電圧としては、分離領域２の表面の導電型の反転が発生しないように、受光領域４ａ、４ｂに形成されるフォトダイオードのカソード側の電圧以上を印加するとさらによい。
【００３１】
この導電膜６は、多結晶シリコンのポリシリコン膜にＡｓ不純物をイオン注入して形成したものを用いた。なお、金属シリサイド膜としては、コバルトシリサイド、タングステンシリサイド、チタンシリサイド、モリブデンシリサイド、タンタルシリサイド、ニッケルシリサイドなどであってもよい。
【００３２】
ここで反射防止膜５は、シリコン酸化膜１３とシリコン窒化膜１４との積層膜で形成する。例えば、反射防止膜５は、受光領域４ａ，４ｂに発振波長４０５ｎｍの青紫系レーザ光が入射できるように膜厚及び材質を最適化している。特に、反射防止膜５の膜の層数は、上述した２層膜に限定するものではなく、反射防止膜として機能できれば単層膜であってもよいし、三層以上の多層膜で構成したものでもよい。なお、このシリコン窒化膜は、受光素子１を形成するウエハー処理工程のプラズマＣＶＤ等のプラズマ処理、組立て工程のスクライブ処理などで帯電しやすいものである。
【００３３】
本実施の形態に係る受光素子１によれば、各第１受光領域４ａと第２受光領域４ｂ間の、反射防止膜５上の一部にポリシリコン膜を残して導電膜６が形成されており、その導電膜６に分離領域２の表面の導電型が反転が発生しないように電位を印加することにより、分離領域２の表面の反転を抑えることができ、反射防止膜５が帯電することによる各受光領域４ａ、４ｂ間のリーク電流が抑えられる。従って、各受光領域４ａ、４ｂ間を分離する分離領域の幅をさらに微細化して形成することができ、各受光領域４ａ、４ｂに形成したフォトダイオード間のクロストーク特性を向上することができる。また、図１４に示す従来の受光素子１３１のように、分離領域の表面濃度をあげる必要が無いため、受光素子の耐圧低下や受光素子のカソード−アノード間の容量増加を抑えることができる。
【００３４】
図２に示す受光素子１’は、上述した図１の受光素子１の導電膜６をサイドウォール形状に形成したものである。図２は、本実施の形態に係る他の受光素子１’を示す構成図である。図３は、本実施の形態に係る他の受光素子１’を示す平面図である。
【００３５】
本実施の形態に係る受光素子１’は、受光素子１と同様に、受光領域４ａ、４ｂ及び分離領域２が形成され、これらの領域上に反射防止膜５が形成されるものであり、導電膜の形成を異なるものとしている。すなわち、図２に示すように、受光素子１’は、各受光領域４ａ，４ｂ間の分離領域２上の全面に形成したポリシリコン膜の中央部分を取り除き、端部分にポリシリコン膜を残して導電膜６’が形成される。言い換えれば、受光素子１の導電膜６の中央部を取り除いた構造である。
【００３６】
また、導電膜６’は、図３に示すように、各受光領域外に延伸して形成されており、受光領域４ａ，４ｂ外の導電膜６’に電圧印加するコンタクト電極１０を形成する。このコンタクト電極１０は、配線層（図示せず）と電気的に接続する。導電膜６’の幅Ｗ１は、狭く形成するほど反射防止膜とによって生じる寄生容量が小さくなる。
【００３７】
本実施の形態に係る受光素子１’によれば、各受光領域４ａ，４ｂ間の分離領域２上の一部にポリシリコン膜を残して導電膜６’が形成されており、その導電膜６’に電圧を与えることにより、反射防止膜５の帯電による分離領域２の表面の反転を抑えることができ、受光領域４ａ、４ｂ間のリーク電流を抑えることができる。従って、各受光領域４ａ，４ｂ間を分離する分離領域の幅をさらに微細化して形成することができ、各受光領域に形成したフォトダイオード間のクロストーク特性を向上することができる。また、図１４に示す従来の受光素子１３１のように、分離領域の表面濃度をあげる必要が無いため、受光素子の耐圧低下や受光素子のカソード−アノード間の容量増加を抑えることができる。
【００３８】
さらに、サイドウォール形状の導電膜６’は、分離領域２の表面の電位が、上部のコンタクト電極１０に電圧を印加することにより常に反転を抑えられているため、各受光領域４ａ，４ｂに形成されるフォトダイオードの各カソード間に電位差が生じた場合でも、ＭＯＳ動作を防ぐことができる。
【００３９】
またに、分離領域２上の全面にポリシリコン導電膜を残す場合に比べて、ポリシリコン導電膜６’の反射防止膜５と分離領域２間の対向面積を少なくすることができ、ポリシリコン導電膜６’と分離領域２で形成される寄生容量の増加を抑制することができる。
【００４０】
また、サイドウォール形状の導電膜６’は、全面に形成した導電膜６の幅に比べ、導電膜６’の幅を細く形成できるため、導電膜６’の抵抗は大きくなる。結果として、ポリシリコン導電膜６’と分離領域２で形成される寄生容量に大きな抵抗がつくことになり、この寄生容量が相対的に見えにくい方向になり、受光素子の高速化を図ることができる。
【００４１】
しかも、隣接するフォトダイオードのそれぞれのカソード間の結合が、全面にポリシリコン膜を残す導電膜６場合にはこの導電膜６で形成されるのに対して、本受光素子１’の構造では、サイドウォール形状のポリシリコン導電膜６’とその間の絶縁膜による容量で形成されるため、インピーダンスも高くなり、その点でも各受光領域４ａ，４ｂに形成されるフォトダイオードの周波数特性が良好になり、青紫色レーザなどを用いて大容量記録に対応可能な高速化を図ることができる。
【００４２】
上述した本受光素子１を備えた光ディスク装置について説明する。図４は、本実施の形態に係る光ディスク装置の概略構成を示す図である。なお、受光素子１’を備えた光ディスク装置については受光素子１を備えた光ディスク装置と構成が同じであるため、ここでは省略する。
【００４３】
本実施の形態に係る光ディスク装置２１は、光ディスク２５を保持して回転駆動する駆動手段２３と、光ディスク２５に発振波長４０５ｎｍの青紫色のレーザ光を照射する発光素子２２と、レーザ光の光ディスク２５による反射光を受光する受光素子１，と、受光素子における受光結果に応じて光ディスク２５への記録又は再生を行う処理部である処理回路２４を有している。特に、本受光素子１，は、受光領域を複数（ここでは４つ)に分割した構造を有しており、図１に示すように、分離領域２を介して各受光領域を互いに隣接させて形成し、これらの領域上に反射防止膜５を形成し、受光領域間の反射防止膜５上に導電膜６を設けている。
【００４４】
そして、この受光素子１により、光ディスク２５面によって反射されたレーザ光を受光してＲＦ（Radio Frequency）信号を出力しているだけでなく、レーザ光のスポットをディスク面の溝に追随させるためのトラッキングエラー信号や、レーザ光の焦点をディスク面に合わせるためのフォーカスエラー信号を出力する。
【００４５】
このように本実施の形態に係る光ディスク装置２１は、ＲＦ信号や各種エラー信号を出力する受光素子として、上述の特徴ある受光素子１，１’を適用していることから、品質を向上させることができ、また、高速化を図ることができる。
【００４６】
サイドウォール形状の導電膜６’を備えた受光素子１’の製造方法について図面を参照して具体的に説明する。図５〜図１１は、本実施の形態に係るサイドウォール形状の導電膜を備えた受光素子１’の製造方法の工程図を示す。
【００４７】
先ず、図５に示すように、シリコン基板にｐ型不純物を添加してなるｐ型半導体基体１１上にエピタキシャル成長したｎ型半導体層１２を形成する。例えば、ｎ型半導体層１２は、１Ωcm、膜厚１μm程度で形成する。
【００４８】
次に、図６に示すように、イオン注入により、隣り合う受光領域となる領域間を分離するｐ型分離領域２が形成される。この分離領域２は、アイソレーション領域である。例えば、ｐ型分離領域は、イオン注入を拡散によって形成していてもよい。
【００４９】
次に、図７に示すように、熱酸化などによりシリコン酸化膜１３を形成し、その後、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法によりシリコン窒化膜１４を形成する。反射防止膜５は、シリコン酸化膜１３とシリコン窒化膜１４によって構成する。例えば、シリコン酸化膜１３は、１０ｎｍ程度で成膜し、シリコン窒化膜１４は、膜厚５０ｎｍ程度で成膜する。
【００５０】
次に、図８に示すように、ＣＶＤ法によりシリコン酸化膜を形成し、その後、フォトリソグラフィ法により、フォトレジストなどを用いてパターニング処理を行い、例えばクエン酸等のウェットエッチングまたはＲＩＥ（Reactive Ion Etching）などのドライエッチングにより分離領域２上の反射防止膜５上にシリコン酸化膜７を選択的に残して形成する。例えば、シリコン酸化膜７は、膜厚２００ｎｍ程度で成膜する。
【００５１】
次に、図９に示すように、ＣＶＤ法により導電性のポリシリコン膜１５を形成する。例えば、ポリシリコン膜１５は、膜厚３００ｎｍ程度で成膜する。
【００５２】
次に、図１０に示すように、全面エッチバックを行うことにより、シリコン酸化膜７の側壁にサイドウォール形状のポリシリコン導電膜６’を残して形成する。さらに、砒素（Ａｓ）不純物のイオン注入を行うことにより、シリコン酸化膜７とサイドウォール形状のポリシリコン導電膜６’が、マスクとなるため自己整合的にｎ型半導体層３ａ，３ｂが形成される。この際、シリコン酸化膜７とサイドウォール形状のポリシリコン導電膜６’直下の各受光領域４ａ、４ｂには、ｎ型半導体層３ａ，３ｂが形成されない。例えば、Ａｓ不純物のイオン注入は、エネルギーを３０ｋｅＶ、不純物濃度を１Ｅ１５(１／ｃｍ２)程度で行う。
【００５３】
次に、図１１に示すように、層間膜の形成と拡散したｎ型半導体層３ａ，３ｂの活性化のための熱処理を施したのち、最終的に、第１受光領域４ａ及び第２受光領域４ｂ上の層間膜を除去し反射防止膜５を露出させる。受光素子１’は、第１受光領域４ａ及び第２受光領域４ｂ間に分離領域２を挟んで形成され、この分離領域２上に反射防止膜５を介してサイドウォール形状のポリシリコン導電膜６’が形成される。
【００５４】
本受光素子のサイドウォール形状のポリシリコン導電膜６’は、図３に示すように、各受光領域４ａ，４ｂ外まで延伸して形成され、この受光領域４ａ、４ｂ外のサイドウォール形状のポリシリコン導電膜６’上にコンタクト電極１０を形成して、コンタクト電極１０と配線層（図示せず）とを電気的に接続される。よって本実施の形態に係る受光素子１’を得ることができる。
【００５５】
なお、本実施の形態に係る受光素子１の製造方法の詳細な説明については省略するも、上述した図５〜図７までの製造工程を行った後、ＣＶＤ法によりポリシリコン膜１５を形成して、エッチバックを行い、ポリシリコン導電膜６を形成する。ポリシリコン導電膜６は、Ａｓ不純物をイオン注入する場合、マスクとなるため、自己整合的に受光領域４を形成する。本実施の形態に係る受光素子１を得ることができる。
【００５６】
本実施の形態に係る受光素子の製造方法によれば、受光領域を形成するためのイオン注入を行う場合、ポリシリコン導電膜がマスクとなり、自己整合的に各受光領域４ａ，４ｂにｎ型半導体層３ａ，３ｂを形成することができる。また、半導体基体としては、ガリウム（Ｇａ）、砒素（Ａｓ）等の半絶縁基体であってもよい。
【００５７】
なお、本実施の形態に係る受光素子において、分離領域は、Ａｓ不純物をイオン注入して濃度の高いアイソレーション領域として形成したが、ＬＯＣＯＳ酸化膜で形成してもよい。
【００５８】
本発明に係る実施の一形態について具体的に説明したが、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものでなく、本発明の技術的思想に基づく各種の変形は可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本実施の形態における受光素子の構成を示す図である。
【図２】本実施の形態における他の受光素子の構成を示す図である。
【図３】図２の受光素子を示す平面図である。
【図４】本実施の形態における光ディスク装置の概略構成を示す図である。
【図５】図２の受光素子の製造工程を示す図である。
【図６】図２の受光素子の製造工程を示す図である。
【図７】図２の受光素子の製造工程を示す図である。
【図８】図２の受光素子の製造工程を示す図である。
【図９】図２の受光素子の製造工程を示す図である。
【図１０】図２の受光素子の製造工程を示す図である。
【図１１】図２の受光素子の製造工程を示す図である。
【図１２】従来の受光素子の構成を示す図である。
【図１３】従来の受光素子の構成を示す図である。
【図１４】従来の受光素子の構成を示す図である。
【図１５】フォトダイオード間のクロストーク特性を説明するための図である。
【符号の説明】
【００６０】
１、１’ 受光素子
２ 分離領域
３ フォトダイオード
４ 受光領域
５ 反射防止膜
６、６’ 導電膜
７ シリコン酸化膜
１０ コンタクト電極
１１ 半導体基体
１２ 第１半導体層
１３ シリコン酸化膜
１４ シリコン窒化膜
１５ ポリシリコン膜
【特許請求の範囲】
【請求項１】
分離領域を介して第１受光領域及び第２受光領域を互いに隣接させて形成し、これらの領域上に反射防止膜を形成した受光素子において、
前記第１受光領域と前記第２受光領域との間の前記反射防止膜上に導電膜を設けた
ことを特徴とする受光素子。
【請求項２】
前記導電膜は、前記第１受光領域と前記分離領域との間の前記反射防止膜上と、前記第２受光領域と前記分離領域との間の前記反射防止膜上とにそれぞれ設けられている
ことを特徴とする請求項１記載の受光素子。
【請求項３】
前記導電膜に電圧を印加するコンタクト電極を形成した
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の受光素子。
【請求項４】
前記導電膜は、シリコンに不純物を混入させて形成した膜、または、金属シリサイドにより構成した膜である
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の受光素子。
【請求項５】
光ディスクを保持して回転駆動する駆動手段と、前記光ディスクにレーザ光を照射する発光素子と、前記レーザ光の前記光ディスクによる反射光を受光する受光素子と、前記受光素子における受光結果に応じて前記光ディスクへの記録又は再生を行う処理部とを備えた光ディスク装置において、
前記受光素子は、分離領域を介して第１受光領域及び第２受光領域を互いに隣接させて形成しており、これらの領域上に反射防止膜を形成し、前記第１受光領域と前記第２受光領域との間の前記反射防止膜上に導電膜を設けた
ことを特徴とする光ディスク装置。
【請求項６】
前記第１導電型の半導体基体と、前記半導体基体に第２導電型の第１半導体層を形成する工程と、
前記第１半導体層に形成される第１受光領域及び第２受光領域を分離するための分離領域を形成する工程と、
前記第１半導体層上に反射防止膜を形成する工程と、
前記第１受光領域が形成される領域と前記第２受光領域が形成される領域との間の前記反射防止膜上に選択的に導電膜を形成する工程と、
前記導電膜をマスクとして第２導電型の不純物を注入により前記第１受光領域と前記第２受光領域を形成する工程とを有する
ことを特徴とする受光素子の製造方法。
【請求項１】
分離領域を介して第１受光領域及び第２受光領域を互いに隣接させて形成し、これらの領域上に反射防止膜を形成した受光素子において、
前記第１受光領域と前記第２受光領域との間の前記反射防止膜上に導電膜を設けた
ことを特徴とする受光素子。
【請求項２】
前記導電膜は、前記第１受光領域と前記分離領域との間の前記反射防止膜上と、前記第２受光領域と前記分離領域との間の前記反射防止膜上とにそれぞれ設けられている
ことを特徴とする請求項１記載の受光素子。
【請求項３】
前記導電膜に電圧を印加するコンタクト電極を形成した
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の受光素子。
【請求項４】
前記導電膜は、シリコンに不純物を混入させて形成した膜、または、金属シリサイドにより構成した膜である
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の受光素子。
【請求項５】
光ディスクを保持して回転駆動する駆動手段と、前記光ディスクにレーザ光を照射する発光素子と、前記レーザ光の前記光ディスクによる反射光を受光する受光素子と、前記受光素子における受光結果に応じて前記光ディスクへの記録又は再生を行う処理部とを備えた光ディスク装置において、
前記受光素子は、分離領域を介して第１受光領域及び第２受光領域を互いに隣接させて形成しており、これらの領域上に反射防止膜を形成し、前記第１受光領域と前記第２受光領域との間の前記反射防止膜上に導電膜を設けた
ことを特徴とする光ディスク装置。
【請求項６】
前記第１導電型の半導体基体と、前記半導体基体に第２導電型の第１半導体層を形成する工程と、
前記第１半導体層に形成される第１受光領域及び第２受光領域を分離するための分離領域を形成する工程と、
前記第１半導体層上に反射防止膜を形成する工程と、
前記第１受光領域が形成される領域と前記第２受光領域が形成される領域との間の前記反射防止膜上に選択的に導電膜を形成する工程と、
前記導電膜をマスクとして第２導電型の不純物を注入により前記第１受光領域と前記第２受光領域を形成する工程とを有する
ことを特徴とする受光素子の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２００８−２７０２５４（Ｐ２００８−２７０２５４Ａ）
【公開日】平成２０年１１月６日（２００８．１１．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１０７０４０（Ｐ２００７−１０７０４０）
【出願日】平成１９年４月１６日（２００７．４．１６）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１１月６日（２００８．１１．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年４月１６日（２００７．４．１６）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]