專利名稱：與電路一體化的光接收器件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及與電路一體化的光接收器件，其中將接收的光線轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的光電二極管和處理轉(zhuǎn)換的信號(hào)的集成電路提供在同一個(gè)硅襯底上，并且涉及與電路一體化的光接收器件的制造方法。
與電路一體化的光接收器件主要用在光拾取器(optical pickup)中。例如，與電路一體化的光接收器件檢測(cè)焦點(diǎn)誤差信號(hào)，進(jìn)而將半導(dǎo)體激光器的光達(dá)到磁盤上的焦點(diǎn)。此外，器件檢測(cè)徑向誤差信號(hào)，進(jìn)而用于使激光達(dá)到磁盤(軌跡)上的凹坑。近來(lái)，光拾取器用在發(fā)展越來(lái)越快的CD-ROM或DVD-ROM驅(qū)動(dòng)器等中。需要一種能夠用在這種光拾取器中的高速和高性能的與電路一體化的光接收器件。


圖10示出了具有分離光電二極管結(jié)構(gòu)的常規(guī)與電路一體化的光接收器件500(日本專利公開No．2731115)。顯示在圖10中的分離光電二極管結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)為提供N型埋置擴(kuò)散層103和P型擴(kuò)散層109以減少低響應(yīng)的擴(kuò)散電流。半導(dǎo)體襯底101由P型<111>40Ωcm制成，以減小結(jié)電容。這種材料的使用導(dǎo)致耗盡層擴(kuò)展，造成具有低遷移率的擴(kuò)散載流子移動(dòng)的距離減小。為此，提高了光電二極管的響應(yīng)。器件500的光電二極管部分獲得了約30MHz的fc(-3dB)的響應(yīng)。
作為抗反射膜的氮化硅膜111進(jìn)一步提供在P型擴(kuò)散層109上。由此相對(duì)于用于CD-ROM約780nm的激光波長(zhǎng)，降低了器件500的反射率。
在與電路一體化的光接收器件500的集成電路部分中，使用PN結(jié)隔離區(qū)將元件相互隔離。用離子注入將砷(As+)和硼(B+)分別注入到發(fā)射極和基極內(nèi)。所得NPN晶體管的fTmax約3GHz。器件500的集成電路部分得到約20MHz的響應(yīng)。
下面參考圖11A到11H介紹與電路一體化的光接收器件500的制造工藝。
如圖11A所示，在P型<111>40Ωcm的襯底101上，P型埋置擴(kuò)散層102提供在隔離區(qū)和分離光電二極管的區(qū)域內(nèi)。為了提高分離光電二極管的響應(yīng)，N型埋置擴(kuò)散層103提供在光電二極管部分內(nèi)。N型埋置擴(kuò)散層103提供在NPN晶體管部分內(nèi)。N型外延層104提供在埋置擴(kuò)散層102和103上。
接下來(lái)，如圖11B所示，形成P型擴(kuò)散層105、垂直PNP(V-PNP)晶體管的基極區(qū)(未示出)、以及NPN晶體管部分的集電極補(bǔ)償擴(kuò)散層106。
接下來(lái)，如圖11C所示，進(jìn)行硼離子注入形成NPN晶體管的基極區(qū)(內(nèi)部基極區(qū)107和外部基極區(qū)108)、V-PNP晶體管的發(fā)射區(qū)(未示出)、以及P型擴(kuò)散層109，以提高分離光電二極管的響應(yīng)。
接著，如圖11D所示，通過(guò)砷離子注入形成NPN晶體管的發(fā)射區(qū)110。
之后，如圖11E所示，從分離光電二極管的光接收區(qū)除去場(chǎng)硅氧化膜。通過(guò)CVD在分離光電二極管的光接收區(qū)上形成氮化硅膜111。以此方式，可以得到具有預(yù)定厚度的抗反射膜。
隨后，如圖11F所示，腐蝕接觸部分的硅氧化膜。然后通過(guò)濺射形成由AlSi制成的第一層導(dǎo)體112A。通過(guò)干腐蝕形成導(dǎo)體部分112。此時(shí)，沒(méi)有腐蝕分離光電二極管的光接收區(qū)上存在的部分AlSi。原因如下。干腐蝕減少了作為抗反射膜的氮化硅膜111。在干腐蝕期間產(chǎn)生的等離子體損傷了光電二極管，降低了光電二極管的泄漏特性。
接下來(lái)，形成層間絕緣膜113，在集成電路中形成通孔。通過(guò)腐蝕除去形成在光電二極管上的層間絕緣膜113。如圖11G所示，通過(guò)濺射形成AlSi膜，然后構(gòu)圖(pattern)形成第二層導(dǎo)體114，同時(shí)從光電二極管的光接收區(qū)除去AlSi膜。
最后，如圖11H所示，通過(guò)濕腐蝕腐蝕由AlSi膜制成的第二層導(dǎo)體114和分離光電二極管部分(第一層導(dǎo)體112A和第二層導(dǎo)體114)。干腐蝕會(huì)減少作為抗反射膜的氮化硅膜111，并且降低了光電二極管的泄漏特性。此后，形成覆蓋絕緣膜115。
由此，得到了圖10中所示的與電路一體化的光接收器件500。近來(lái)，需要一種高速的與電路一體化的光接收器件。進(jìn)行了嘗試以獲得高速分離光電二極管和高速集成電路。
要得到高速分離光電二極管，需要降低時(shí)間常數(shù)CR。具體地，需要降低光電二極管的電容Cpd或串聯(lián)電阻Rs。
日本特許公開No．10-107243提出了一種圖12所示的光電二極管的示例結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)僅在實(shí)際上接收來(lái)自半導(dǎo)體激光器的激光的部分上形成N型埋置擴(kuò)散層103。所述光電二極管的結(jié)面積減少，因此結(jié)電容也減少，同時(shí)由于圖10所示結(jié)構(gòu)保持了提高的響應(yīng)。此時(shí)，在接收光的區(qū)域中，在P型擴(kuò)散層109和N型外延層104之間存在一個(gè)結(jié)。為此，需要使用硅熱氧化膜116作為抗反射膜。如果沉積膜通過(guò)CVD等方法直接形成在硅膜上，那么設(shè)置在表面部分的P型擴(kuò)散層109和N型外延層104之間的結(jié)上存在一個(gè)增加的泄漏電流。為避免之，形成硅氧化膜116。
每個(gè)晶體管需要更快以得到高速集成電路。例如，對(duì)于NPN晶體管，有效的方式是減小發(fā)射極和基極之間的電容。為此，需要降低發(fā)射極和基極的雜質(zhì)濃度，或者需要減少發(fā)射極和基極的面積。然而，前一個(gè)策略不可行，是由于載流子注入效率降低，并且由此降低了電流放大系數(shù)(hFE)。
要減少發(fā)射極和基極的面積，嘗試開發(fā)一種刻蝕技術(shù)，以便盡可能地減小掩模的對(duì)準(zhǔn)余量。也采取了結(jié)構(gòu)措施，以使發(fā)射極和基極之間的面積最小。例如，使用摻有例如砷的N型半導(dǎo)體的多晶硅作為發(fā)射極擴(kuò)散源(多晶硅發(fā)射極)或電極。在該技術(shù)中，發(fā)射極擴(kuò)散區(qū)和接觸的對(duì)準(zhǔn)余量都不必要。因此可以減小發(fā)射極和基極之間的面積，由此減小了發(fā)射極和基極之間的電容。
使用多晶硅發(fā)射極還允許淺發(fā)射極擴(kuò)散區(qū)和基極擴(kuò)散區(qū)的形成。也可以減小基極的寬度，由此得到了高速光電二極管。
使用多晶硅發(fā)射極還可以有效地減小基極和集電極之間的電容。發(fā)射極面積減小導(dǎo)致基極面積減少。
為了隔離，可使用LOCOS(硅的局部氧化)。該技術(shù)能夠形成減少基極和集電極之間電容的壁形基極結(jié)構(gòu)。也可以減小集電極和襯底之間的電容。
使用以上介紹的多晶硅發(fā)射極可以將NPN晶體管的fTmax由約3GHz(常規(guī)的NPN晶體管)提高到約6GHz。
以上介紹的高速與電路一體化的光接收器件存在許多問(wèn)題，其中顯示在圖12中的分離光電二極管和具有多晶硅發(fā)射極的高速集成電路以及LOCOS形成在同一襯底上。
問(wèn)題分為兩組，即問(wèn)題A和B。問(wèn)題A與在分離光電二極管上形成的抗反射膜有關(guān)，問(wèn)題B與隔離的LOCOS有關(guān)。問(wèn)題A包括以下不足A1．降低了晶體管的成品率；A2．由于整個(gè)(through)氧化膜厚度的變化造成晶體管特性變化；以及A3．減少了抗反射膜(反射率增加并且變化增加)
下面介紹這些問(wèn)題。
A1．降低了晶體管的成品率當(dāng)作為抗反射膜的沉積膜通過(guò)CVD等方法形成在P型擴(kuò)散層109和N型外延層104之間的結(jié)上和分離光電二極管的光接收表面上時(shí)，圖12中所示的分離光電二極管在它的光接收表面處存在一個(gè)增加的泄漏電流。為此，需要使用硅熱氧化116作為抗反射膜。為此，形成摻有如砷等N型半導(dǎo)體的多晶硅；此后通過(guò)進(jìn)行適當(dāng)?shù)臒崽幚淼玫桨l(fā)射極擴(kuò)散區(qū)；以及進(jìn)行熱氧化。然而，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)由于晶體缺陷造成晶體管的成品率降低。
A2．由于整個(gè)氧化膜厚度的變化造成晶體管特性變化通過(guò)離子注入穿過(guò)氧化膜(整個(gè)氧化膜)形成NPN晶體管的內(nèi)部基極區(qū)。整個(gè)氧化膜的厚度差異導(dǎo)致注入離子雜質(zhì)濃度的不均勻剖面。當(dāng)在光電二極管上形成抗反射膜之后形成內(nèi)部基極區(qū)時(shí)，由于形成抗反射膜時(shí)預(yù)處理和腐蝕造成內(nèi)部基極區(qū)上的整個(gè)氧化膜減少。這產(chǎn)生膜厚度變化，即內(nèi)部基極區(qū)的濃度剖面變化，導(dǎo)致晶體管特性變化。為此，可以在形成抗反射膜之后形成整個(gè)氧化膜。由于需要除去和氧化預(yù)先形成的硅氧化膜，即增加了工序，因此造成制造成本增加。
A3．減少了抗反射膜(反射率增加并且變化增加)當(dāng)使用多晶硅發(fā)射極時(shí)，阻擋金屬需要提供在用做實(shí)際導(dǎo)體材料的AlSi和多晶硅之間。TiW等可用做阻擋金屬。通常通過(guò)濺射和腐蝕同時(shí)形成阻擋金屬和導(dǎo)體(多導(dǎo)體層的第一層)。阻擋金屬的腐蝕是干腐蝕。當(dāng)用于小尺寸IC需要減少導(dǎo)體寬度時(shí)，優(yōu)選通過(guò)干腐蝕構(gòu)圖。然而，通過(guò)干腐蝕腐蝕已有預(yù)定厚度的抗反射膜。由此削弱了設(shè)計(jì)具有最低值的反射率，反射率的變化變得很顯著。此外，由于干腐蝕中產(chǎn)生等離子體造成的損傷導(dǎo)致泄漏電流增加。
B．由于隔離的LOCOS工藝造成串音特性(cross-talk characteristics)以下面的方式形成隔離擴(kuò)散層5(圖13C)。通常，如圖13A所示形成確定有源區(qū)的氮化硅膜7。然后將硼離子注入到將作為隔離擴(kuò)散層5的區(qū)域內(nèi)。通過(guò)LOCOS將硼離子進(jìn)一步向下擴(kuò)散，如圖13C所示。對(duì)將元件相互隔離的所有區(qū)域進(jìn)行LOCOS(下文稱做LOCOS隔離)。在進(jìn)行了LOCOS的區(qū)域和沒(méi)有進(jìn)行LOCOS的區(qū)域之間的界面產(chǎn)生一工藝過(guò)程(所述工藝在下文中稱作LOCOS工藝)。
因此，LOCOS工藝在分離光電二極管的分離部分處進(jìn)行，如圖14所示。LOCOS工藝使入射光散射，由此分離光電二極管不能接收均勻的入射光。這導(dǎo)致串音特性變壞。
當(dāng)使用多晶硅發(fā)射極和LOCOS隔離在同一襯底上形成高速集成電路和高速分離光電二極管時(shí)，可以解決以上介紹的問(wèn)題。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，與電路一體化的光接收器件包括集成電路和光電二極管。集成電路和光電二極管形成在同一半導(dǎo)體襯底上。集成電路包括以多晶硅作為發(fā)射極擴(kuò)散源和電極的晶體管。使用局部氧化將包括在集成電路中的元件相互隔離。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，半導(dǎo)體襯底包括第一導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體襯底。光電二極管包括形成在第一導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體襯底上的第二導(dǎo)電類型的第一半導(dǎo)體層以及將第二導(dǎo)電類型的第一半導(dǎo)體層分為多個(gè)第二導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體層的第一導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體層。光電二極管包括使用第二導(dǎo)電類型的第一半導(dǎo)體層和第一導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體層檢測(cè)光信號(hào)的多個(gè)分離光電二極管。多個(gè)分離光電二極管的光接收區(qū)和第一導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體層表面受到局部氧化。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，半導(dǎo)體襯底包括第一導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體襯底。光電二極管包括形成在第一導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體襯底上的第二導(dǎo)電類型的第一半導(dǎo)體層以及將第二導(dǎo)電類型的第一半導(dǎo)體層分為多個(gè)第二導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體層的第一導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體層。光電二極管包括使用第二導(dǎo)電類型的第一半導(dǎo)體層和第一導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體層檢測(cè)光信號(hào)的多個(gè)分離光電二極管。多個(gè)分離光電二極管的光接收區(qū)和第一導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體層表面不受到局部氧化。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，抗反射膜形成在光電二極管的光接收區(qū)上?？狗瓷淠ぐü柩趸?。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，抗反射膜還包括形成在硅氧化膜上的氮化硅膜。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種制造與電路一體化的光接收器件的方法，所述與電路一體化的光接收器件包括集成電路和光電二極管，其中集成電路和光電二極管形成在同一半導(dǎo)體襯底上。集成電路包括以多晶硅作為發(fā)射極擴(kuò)散源和電極的晶體管。使用局部氧化將包括在集成電路中的元件相互隔離。半導(dǎo)體襯底包括第一導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體襯底。光電二極管包括形成在第一導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體襯底上的第二導(dǎo)電類型的第一半導(dǎo)體層以及將第二導(dǎo)電類型的第一半導(dǎo)體層分為多個(gè)第二導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體層的第一導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體層。光電二極管包括使用第二導(dǎo)電類型的第一半導(dǎo)體層和第一導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體襯底檢測(cè)光信號(hào)的多個(gè)分離光電二極管。方法包括以下工藝(a)通過(guò)局部氧化工藝隔離包括在光電二極管中的元件；以及(b)使用多晶硅形成晶體管。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，多個(gè)分離光電二極管包括第一分離光電二極管和第二分離光電二極管，抗反射膜形成在第一分離光電二極管的光接收區(qū)和第二分離光電二極管的光接收區(qū)上?？狗瓷淠ぐǖ谝还柩趸ぁＴ摲椒ㄟ€包括以下工藝(c)在多個(gè)分離光電二極管的光接收區(qū)上形成抗反射膜，其中在工藝(b)之前進(jìn)行工藝(c)。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，抗反射膜還包括形成在第一硅氧化膜上的氮化硅膜。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，該方法還包括以下工藝(d)在集成電路中形成晶體管的內(nèi)部基極區(qū)，其中在工藝(a)之后進(jìn)行工藝(d)。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，對(duì)多個(gè)分離光電二極管的光接收區(qū)和第一導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體層的光接收區(qū)進(jìn)行局部氧化。該方法還包括以下工藝(e)在集成電路中形成晶體管的內(nèi)部基極區(qū)。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，該方法還包括以下工藝(f)在集成電路中形成晶體管的內(nèi)部基極區(qū)，其中在工藝(a)之后進(jìn)行工藝(f)。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，對(duì)多個(gè)分離光電二極管的光接收區(qū)和第一導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體層的光接收區(qū)進(jìn)行局部氧化。為多個(gè)分離光電二極管的光接收區(qū)形成抗反射膜?？狗瓷淠ぐǖ谝还柩趸ぁ？狗瓷淠み€包括形成在硅氧化膜上的氮化硅膜。該方法還包括以下工藝(g)在多個(gè)分離光電二極管的光接收區(qū)上形成第二硅氧化膜。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，工藝(c)包括同時(shí)形成第一硅氧化膜和整個(gè)氧化膜的工藝，整個(gè)氧化膜用于形成晶體管的內(nèi)部基極區(qū)。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，第一硅氧化膜的厚度從約10nm到約40nm。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，抗反射膜還包括形成在第一硅氧化膜上的氮化硅膜。該方法還包括同時(shí)形成第一氮化硅膜和第二氮化硅膜，第二氮化硅膜形成在集成電路的電容器部分的氮化硅膜上。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，抗反射膜還包括形成在第一硅氧化膜上的氮化硅膜。該方法還包括以下工藝(h)在氮化硅膜上形成第二硅氧化膜，第二硅氧化膜保護(hù)氮化硅膜。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，該方法還包括以下工藝(i)在所有的干腐蝕工藝之后腐蝕第二硅氧化膜。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，該方法還包括以下工藝(j)腐蝕覆蓋絕緣膜。在工藝(i)之后進(jìn)行工藝(i)。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，半導(dǎo)體襯底包括具有高電阻率的第一導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，半導(dǎo)體襯底包括具有低電阻率的第一導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體襯底；以及具有高電阻率的第一導(dǎo)電類型的外延層，第一導(dǎo)電類型的外延層形成在第一導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體襯底上。
由此，這里介紹的本發(fā)明提供了(1)使用多晶硅發(fā)射極和LOCOS隔離的高速集成電路和高速分離光電二極管形成在同一襯底上的與電路一體化的光接收器件，及其制造方法；(2)具有滿意晶體管成品率的與電路一體化的光接收器件，及其制造方法；(3)由整個(gè)氧化膜的厚度變化造成的晶體管特性變化范圍窄的與電路一體化的光接收器件，及其制造方法；(4)抗反射膜的厚度優(yōu)化地設(shè)計(jì)以降低反射率并且反射率變化減小的與電路一體化的光接收器件，及其制造方法；以及(5)具有滿意的串音特性的與電路一體化的光接收器件，及其制造方法。
通過(guò)閱讀和理解下面參考附圖的詳細(xì)說(shuō)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明的這些和其它優(yōu)點(diǎn)將變得很顯然。
圖1A示出了根據(jù)本發(fā)明例1的與電路一體化的光接收器件(包括分離光電二極管和NPN晶體管)的剖面圖。
圖1B示出了例1的與電路一體化的光接收器件的制造方法流程圖。
圖2A到2H示出了介紹例1的與電路一體化的光接收器件的制造方法的示意圖。
圖3A示出了波長(zhǎng)λ=650nm時(shí)SiO2反射率的計(jì)算結(jié)果的曲線圖。
圖3B示出了波長(zhǎng)λ=780nm時(shí)SiO2反射率的計(jì)算結(jié)果的曲線圖。
圖4A示出了根據(jù)本發(fā)明例2的與電路一體化的光接收器件(包括分離光電二極管和NPN晶體管)的剖面圖。
圖4B示出了例2的與電路一體化的光接收器件的制造方法流程圖。
圖5A到5D示出了介紹例2的與電路一體化的光接收器件的制造方法的示意圖。
圖6A示出了根據(jù)本發(fā)明例3的與電路一體化的光接收器件(包括分離光電二極管和NPN晶體管)的剖面圖。
圖6B示出了例3的與電路一體化的光接收器件的制造方法流程圖。
圖7A到7C示出了介紹例3的與電路一體化的光接收器件的制造方法的示意圖。
圖8A示出了根據(jù)本發(fā)明例4的與電路一體化的光接收器件(包括分離光電二極管和NPN晶體管)的剖面圖。
圖8B示出了例4的與電路一體化的光接收器件的制造方法流程圖。
圖9A到9C示出了介紹例4的與電路一體化的光接收器件的制造方法的示意圖。
圖10示出了常規(guī)的與電路一體化的光接收器件的剖面圖。
圖11A到11H示出了常規(guī)的與電路一體化的光接收器件的制造方法的示意圖。
圖12為說(shuō)明減小結(jié)電容同時(shí)保持響應(yīng)速度的擴(kuò)散結(jié)構(gòu)圖。
圖13A到13C示出了形成隔離擴(kuò)散區(qū)和有源區(qū)的常規(guī)工藝圖。
圖14為說(shuō)明由于LOCOS工藝光電二極管分離部分中串音特性變壞的示意圖。
下面詳細(xì)地介紹本發(fā)明的實(shí)施例。
(例1)圖1A示出了根據(jù)本發(fā)明例1的與電路一體化的光接收器件100的剖面圖。使用多晶硅16作為擴(kuò)散源和電極形成NPN晶體管的發(fā)射極區(qū)15。為將集成電路部分上的元件相互隔離，進(jìn)行局部氧化(也稱做LOCOS)。在其上形成有集成電路的相同硅襯底上形成分離光電二極管。分離光電二極管具有擴(kuò)散結(jié)構(gòu)，從而增加了響應(yīng)速度并降低了射頻噪聲。具體地，減小了具有慢響應(yīng)的擴(kuò)散電流分量，從而增加了響應(yīng)速度。光電二極管的電容也降低(參見日本特許公開No．10-107243中的圖12)。
在以上介紹的擴(kuò)散結(jié)構(gòu)的表面上形成抗反射膜以減少泄漏電流。為此，硅熱氧化膜11(約26nm厚)形成在擴(kuò)散結(jié)構(gòu)的表面上，然后第一氮化硅膜12(約50nm厚)形成在硅熱氧化膜11上。設(shè)計(jì)抗反射膜的厚度以獲得相對(duì)于波長(zhǎng)約780nm或650nm的實(shí)際激光的低反射率。
圖1B示出了例1的與電路一體化的光接收器件的制造方法流程圖。下面參考圖1B和圖2A-2H介紹與電路一體化的光接收器件的制造方法。如圖2A所示，在P型半導(dǎo)體襯底1上，在將要作為隔離區(qū)的區(qū)域中形成P型埋置擴(kuò)散層2。在分離光電二極管部和NPN晶體管部中形成N型埋置擴(kuò)散層3。此后，在所得襯底1上生長(zhǎng)N型外延層4。對(duì)于P型半導(dǎo)體襯底1，使用具有高電阻率(例如，約500Ωcm)的襯底以減小光電二極管的電容。此時(shí)，僅在P型埋置擴(kuò)散層2的附近形成N型埋置擴(kuò)散層3，以減小擴(kuò)散電流分量。所得結(jié)構(gòu)得到高速光電二極管(圖1B，S101)。
接下來(lái)，如圖2B所示，在外延層4上形成硅氧化膜6。然后在硅氧化膜6上形成氮化硅膜7。氮化硅膜7確定了隨后的有源區(qū)。然后形成P型隔離擴(kuò)散層5。
接下來(lái)，參考圖2C，進(jìn)行局部氧化(LOCOS)。腐蝕通過(guò)局部氧化沒(méi)有被氧化的硅氧化膜6(S102)。最后，額外地形成硅氧化膜6A(幾十納米厚)，以得到具有預(yù)定厚度的整個(gè)氧化膜(S103)。通過(guò)離子注入穿過(guò)硅氧化膜6A形成垂直PNP晶體管的基極區(qū)(未示出)以及NPN晶體管的集電極補(bǔ)償擴(kuò)散層8和內(nèi)部基極區(qū)9。此時(shí)，形成NPN晶體管的內(nèi)部基極區(qū)9的同時(shí)形成分離光電二極管的P型擴(kuò)散層10(S104)。
接下來(lái)，如圖2D所示，形成硅熱氧化膜11(約26nm厚)和第一氮化硅膜12(約50nm厚)，作為分離光電二極管的抗反射膜。通過(guò)CVD等在抗反射膜上形成硅氧化膜13，以防止由形成導(dǎo)體時(shí)的腐蝕造成的抗反射膜減少。形成硅熱氧化膜11作為抗反射膜可以形成圖12所示的光電二極管的擴(kuò)散結(jié)構(gòu)。然而，使用形成在硅熱氧化膜11上的氮化硅膜12會(huì)減小光電二極管的反射率。第二氮化硅膜12A形成在集成電路中氮化硅膜電容器部分上(S105)。
設(shè)計(jì)以上介紹的膜的厚度以便相對(duì)于典型的光拾取器使用的約650nm或約780nm波長(zhǎng)的半導(dǎo)體激光的反射率最低(參見圖3A和3B)。從圖3A和3B中可以看出，當(dāng)硅熱氧化膜11的厚度約10nm到約40nm時(shí)，反射率為約7％或以下。
形成NPN晶體管的內(nèi)部基極區(qū)9之后形成分離光電二極管的抗反射膜(硅熱氧化膜11)。為此，作為整個(gè)氧化膜的硅氧化膜6A不會(huì)受到由形成抗反射膜時(shí)進(jìn)行的預(yù)處理或腐蝕引起的膜厚度變化的影響。此外，晶體管特性的變化不會(huì)增加。同時(shí)形成第一和第二氮化硅膜12和12A，由此避免了制造成本增加。
此外，如圖2E所示，形成V-PNP晶體管的發(fā)射極區(qū)(未示出)和NPN晶體管的外部基極區(qū)14和多晶硅16。多晶硅16作為形成發(fā)射極區(qū)15時(shí)的擴(kuò)散源和電極。通過(guò)注入法將砷離子注入到多晶硅16內(nèi)并退火形成發(fā)射極區(qū)15(S106)。在形成發(fā)射極區(qū)15之前提供抗反射膜，由此防止了晶體管的成品率降低。
接下來(lái)，如圖2F所示，形成接觸孔之后構(gòu)圖第一層導(dǎo)體17，在所得結(jié)構(gòu)的整個(gè)表面上形成如AlSi等的導(dǎo)電材料。對(duì)于第一層導(dǎo)體17的腐蝕，進(jìn)行干腐蝕，以腐蝕阻擋金屬(TiW)并減小導(dǎo)體17的寬度。此時(shí)，形成硅氧化膜13(由CVD等形成)以保護(hù)形成在光電二極管上的抗反射膜。為此，抗反射膜在干腐蝕中沒(méi)有減少，由此抗反射膜的厚度可以保持在最佳值。此外，抗反射膜沒(méi)有被等離子體損傷，由此防止了光電二極管的泄漏電流特性變壞。
接著，如圖2G所示，形成層間絕緣膜18，然后形成第二層導(dǎo)體19。通過(guò)干腐蝕形成這些膜。同樣在此時(shí)，形成硅氧化膜13(由CVD等形成)以保護(hù)形成在分離光電二極管上的抗反射膜。為此，在干腐蝕中抗反射膜沒(méi)有減少，由此抗反射膜的厚度可以保持在最佳值。此外，抗反射膜沒(méi)有被等離子體損傷，由此防止了光電二極管的泄漏電流特性變壞。
圖2H示出了完整的例1的與電路一體化的光接收器件。形成第二導(dǎo)體19之后，作為覆蓋絕緣膜的氮化硅膜20形成在第二層導(dǎo)體19上(S107)。最后，使用構(gòu)圖的氮化硅膜20作為保護(hù)膜，對(duì)用做保護(hù)不受前面腐蝕影響的硅氧化膜13進(jìn)行濕腐蝕(S108)。這省卻了光刻工藝，由此降低了制造成本。此外，所有的干腐蝕工藝完成之后，除去用做保護(hù)的硅氧化膜13，由此可以保護(hù)抗反射膜不受所有的干腐蝕影響。
根據(jù)以上介紹的制造方法，可以形成作為分離光電二極管的抗反射膜的硅熱氧化膜11和氮化硅膜12，同時(shí)晶體管特性不變化。此外，通過(guò)干腐蝕可以形成具有小寬度的導(dǎo)體，由此可以在不降低分離光電二極管的感光靈敏度的同時(shí)提高集成電路的規(guī)模，并且它的泄漏電流特性不降低。
優(yōu)選采用具有高電阻率的襯底，以降低光電二極管的電容。當(dāng)襯底的電阻率太高時(shí)，光電二極管的串聯(lián)電阻變大并且光電二極管的響應(yīng)速度隨CR時(shí)間常數(shù)降低。因此，要得到更高速度的光電二極管，可在具有低電阻率(例如，約4Ωcm)的P型襯底上形成具有高電阻率(例如，約1000Ωcm)的P型外延層，由此可以減小光電二極管的串聯(lián)電阻，同時(shí)不增加光電二極管的電容。
(例2)圖4A示出了根據(jù)本發(fā)明例2的與電路一體化的光接收器件200的剖面圖。與電路一體化的光接收器件200的制造方法的特征在于，用于集成電路部分中隔離的局部氧化(LOCOS)不會(huì)在例1中形成的分離光電二極管的分離部分中發(fā)生LOCOS工藝。由于所述原因，串音特性基本上沒(méi)有變壞。圖4B示出了例2的與電路一體化的光接收器件200的制造方法流程圖。下面參考圖4B和圖5A到5D介紹制造方法。
參考圖5A，在P型半導(dǎo)體襯底1上，在將作為隔離區(qū)的區(qū)域中形成P型埋置擴(kuò)散層2。在NPN晶體管部分中形成N型埋置擴(kuò)散層3。此后，在所得襯底1上生長(zhǎng)N型外延層4(圖4B，S401)。對(duì)于P型半導(dǎo)體襯底1，出于和例1中介紹的相同目的使用具有高電阻率(例如，約500Ωcm)的襯底。
接下來(lái)，如圖5B所示，在外延層4上形成硅氧化膜6。然后在硅氧化膜6上形成氮化硅膜7。氮化硅膜7確定了隨后的有源區(qū)。然后以下面類似于例1中介紹的方式形成P型隔離擴(kuò)散層5。將硼離子注入到將成為隔離擴(kuò)散層5的區(qū)域內(nèi)。通過(guò)局部氧化(LOCOS)進(jìn)一步向下擴(kuò)散硼離子。
與例1不同，在分離光電二極管的光接收區(qū)的整個(gè)表面上進(jìn)行局部氧化(參見圖5C)，以在分離部分中不發(fā)生LOCOS工藝(S402)。這樣可以防止由分離部分中發(fā)生的LOCOS工藝造成的串音特性變壞。類似于例1，進(jìn)行用于集成電路部分的局部氧化，除去氮化硅膜7，之后形成具有預(yù)定厚度的硅氧化膜6A。
接下來(lái)，如圖5D所示，通過(guò)離子注入形成NPN晶體管的集電極補(bǔ)償擴(kuò)散層8和內(nèi)部基極區(qū)9(S404)。由于厚局部氧化膜覆蓋了光接收區(qū)的表面，因此沒(méi)有形成和例1中的內(nèi)部基極區(qū)同時(shí)形成的光電二極管的P型擴(kuò)散層10。此后，用做抗反射膜的硅熱氧化膜11形成在分離光電二極管上。類似于例1，形成內(nèi)部基極區(qū)之后提供硅熱氧化膜11，由此可以防止整個(gè)氧化膜的厚度變化。
隨后的工藝類似于例1，由此省略了對(duì)應(yīng)的附圖。形成氮化硅膜12和硅氧化膜13(通過(guò)CVD等形成)。氮化硅膜12作為抗反射膜。硅氧化膜13防止了由形成導(dǎo)體時(shí)的腐蝕等造成的抗反射膜減少。氮化硅膜12和氮化膜電容器部分中的第二氮化硅膜12A同時(shí)形成(S405)，由此避免了制造成本的增加。
接下來(lái)，形成V-PNP晶體管的發(fā)射極區(qū)和NPN晶體管的外部基極區(qū)14和多晶硅16。多晶硅16作為擴(kuò)散源和電極。將砷離子注入到多晶硅16內(nèi)然后退火形成發(fā)射極區(qū)15(S406)。此后，形成接觸孔。如AlSi等的導(dǎo)電材料形成在所得結(jié)構(gòu)的整個(gè)表面上，之后通過(guò)構(gòu)圖得到第一層導(dǎo)體17。形成層間絕緣膜18和第二層導(dǎo)體19之后，形成作為覆蓋絕緣膜的氮化硅膜20(S407)。最后，使用構(gòu)圖的氮化硅膜20作為保護(hù)膜濕腐蝕已由CVD等形成用于保護(hù)不受干腐蝕影響的硅氧化膜13。
如以上例2中所示，除了例1的優(yōu)點(diǎn)之外，可以防止由分離光電二極管的分離部分中發(fā)生的LOCOS工藝造成的串音特性變壞。此外，同樣在例2中，為得到更高速的光電二極管，在具有低電阻率(例如，約4Ωcm)的P型襯底上形成具有高電阻率(例如，約1000Ωcm)的P型外延層，由此可以減小光電二極管的串聯(lián)電阻，同時(shí)不增加光電二極管的電容。
(例3)圖6A示出了根據(jù)本發(fā)明例3的與電路一體化的光接收器件300的剖面圖。在例3的器件300中，類似與例2，在光電二極管的分離部分中不發(fā)生LOCOS工藝。此外，形成提高光電二極管的響應(yīng)所需要的P型擴(kuò)散層10。在例2中沒(méi)有所述P型擴(kuò)散層10。圖6B示出了與電路一體化的光接收器件300的制造方法流程圖。下面參考圖6B以及圖7A到7C介紹它的制造方法。
類似于例1，在P型半導(dǎo)體襯底1上，形成P型埋置擴(kuò)散層2和N型埋置擴(kuò)散層3。在所得結(jié)構(gòu)上生長(zhǎng)N型外延層4。類似與例1和2，P型半導(dǎo)體襯底1具有約500Ωcm的電阻率。
接下來(lái)，與例1和2類似，形成硅氧化膜6(未示出)和氮化硅膜7(未示出)。然后形成P型隔離擴(kuò)散層5。此后，類似與例2，以在分離部分中不發(fā)生LOCOS工藝的方式，在分離光電二極管的光接收區(qū)的整個(gè)表面上進(jìn)行局部氧化。這樣可防止由分離部分中發(fā)生LOCOS工藝造成的串音特性變壞(S602)。
之后，通過(guò)局部氧化除去氮化硅膜7(見圖7A)。腐蝕光電二極管光接收區(qū)中的局部氧化膜。僅形成作為抗反射膜的硅熱氧化膜11。這是由于如果在硅熱氧化膜11上形成氮化硅膜12，那么分離光電二極管的P型擴(kuò)散層10不能與NPN晶體管的內(nèi)部基極區(qū)9同時(shí)形成。此時(shí)，同時(shí)形成具有預(yù)定厚度硅氧化膜6A(S603)。這省卻了形成整個(gè)氧化膜的需要，并且減少了工序，由此降低了制造成本。
此后，如圖7B所示，通過(guò)離子注入形成集電極補(bǔ)償擴(kuò)散層8和NPN晶體管的內(nèi)部基極區(qū)9以及分離光電二極管的P型擴(kuò)散層10。此外，形成氮化硅膜12和硅氧化膜13。氮化硅膜12作為分離光電二極管的抗反射膜。通過(guò)CVD等形成硅氧化膜13以防止由形成導(dǎo)體時(shí)的腐蝕造成的抗反射膜減少。氮化硅膜12和氮化膜電容器部分中的第二氮化硅膜同時(shí)形成，由此制造成本沒(méi)有增加(S605)。
然后，如圖7C所示，形成V-PNP晶體管的發(fā)射極區(qū)(未示出)和NPN晶體管的外部基極區(qū)14和多晶硅16。多晶硅16作為形成發(fā)射極區(qū)15時(shí)的擴(kuò)散源和電極。將砷離子注入到多晶硅16內(nèi)并退火形成發(fā)射極區(qū)15(S606)。同樣在例3中，在形成發(fā)射極區(qū)之前提供抗反射膜，由此晶體管的成品率沒(méi)有降低。
由于隨后的工藝類似與例1和2中介紹的，因此省略了對(duì)應(yīng)的附圖。此后形成接觸孔。如AlSi等的導(dǎo)電材料形成在所得結(jié)構(gòu)的整個(gè)表面上，之后通過(guò)構(gòu)圖得到第一層導(dǎo)體17。所述構(gòu)圖需要干腐蝕以減小導(dǎo)體的寬度。此時(shí)，通過(guò)CVD等在分離光電二極管上提供的抗反射膜上形成硅氧化膜13。由于硅氧化膜13保護(hù)了抗反射膜，因此干腐蝕沒(méi)有腐蝕氮化硅膜12。因此，具有最佳厚度的氮化硅膜沒(méi)有減少。基本上沒(méi)有受到干腐蝕中的等離子體的損傷。防止了光電二極管的泄漏電流特性的退化。形成層間絕緣膜18和第二層導(dǎo)體19之后，形成作為覆蓋絕緣膜的氮化硅膜20(S607)。最后，使用構(gòu)圖的氮化硅膜20作為保護(hù)膜濕腐蝕已由CVD等形成用于保護(hù)不受干腐蝕影響的硅氧化膜13(S608)。
如以上例3中所示，除了例1和2的優(yōu)點(diǎn)之外，還可以使用圖12中所示可以得到高速分離光電二極管的結(jié)構(gòu)。此外，同樣在例3中，為得到更高速的光電二極管，在具有低電阻率(例如，約4Ωcm)的P型襯底上形成具有高電阻率(例如，約1000Ωcm)的P型外延層，由此可以減小光電二極管的串聯(lián)電阻，同時(shí)不增加光電二極管的電容。
(例4)圖8A示出了根據(jù)本發(fā)明例4的與電路一體化的光接收器件400的剖面圖。與電路一體化的光接收器件400的制造方法的特征在于用于集成電路部分中隔離的局部氧化(LOCOS)不會(huì)在例1中形成的分離光電二極管的分離部分中發(fā)生LOCOS工藝。由于所述原因，串音特性基本上沒(méi)有變壞。與例2和3不同的是，在包括光電二極管的分離部分的整個(gè)光接收區(qū)上基本上沒(méi)有進(jìn)行局部氧化。下面參考圖8B和圖9A到9C介紹制造方法。
和例1到3相似，形成P型埋置擴(kuò)散層2和N型埋置擴(kuò)散層3，生長(zhǎng)N型外延層4(S801)。在例4中，形成P型隔離擴(kuò)散層5的工藝順序與例1到3中的不同。具體地，如圖9A所示，形成硅氧化膜6。形成P型隔離擴(kuò)散層5之后，提供確定有源區(qū)的氮化硅膜7。與例1到3不同的是，在形成氮化硅膜7之前形成P型隔離擴(kuò)散層5。因此當(dāng)硼離子注入形成P型隔離擴(kuò)散層5之后形成確定了有源區(qū)的氮化硅膜7時(shí)，在包括光電二極管的分離部分的整個(gè)光接收區(qū)上基本上沒(méi)有進(jìn)行局部氧化。當(dāng)使用與例1到3中介紹的相同的工藝順序時(shí)，在由氮化硅膜7覆蓋的區(qū)域內(nèi)沒(méi)有形成P型隔離擴(kuò)散層5，即沒(méi)有分離光電二極管。因此在分離部分中沒(méi)有發(fā)生LOCOS工藝，由此可以防止分離光電二極管的串音特性變壞。
接下來(lái)，如圖9B所示，局部氧化之后除去氮化硅膜7(S802)。要得到具有預(yù)定厚的整個(gè)氧化膜，腐蝕局部氧化沒(méi)有氧化的部分，形成硅氧化膜6A作為整個(gè)氧化膜(S803)。
之后，通過(guò)離子注入形成集電極補(bǔ)償擴(kuò)散層8和NPN晶體管的內(nèi)部基極區(qū)9以及分離光電二極管的P型擴(kuò)散層10(S804)。NPN晶體管的內(nèi)部基極區(qū)9和分離光電二極管的P型擴(kuò)散層10同時(shí)形成。
和例1到3相似，形成硅熱氧化膜11、氮化硅膜12和硅氧化膜13(參見圖9C，S805)。硅熱氧化膜11和氮化硅膜12作為分離光電二極管的抗反射膜。通過(guò)CVD等形成硅氧化膜13以保護(hù)抗反射膜。氮化硅膜12和氮化膜電容器部分中的第二氮化硅膜同時(shí)形成，由此避免了制造成本增加。
由于隨后的工藝類似與例1和2中介紹的，因此省略了對(duì)應(yīng)的附圖。然后，形成V-PNP晶體管的發(fā)射極區(qū)(未示出)和NPN晶體管的外部基極區(qū)14和多晶硅16。多晶硅16作為形成發(fā)射極區(qū)15時(shí)的擴(kuò)散源和電極。將砷離子注入到多晶硅16內(nèi)并退火形成發(fā)射極區(qū)15(S806)。在形成發(fā)射極區(qū)15之前提供抗反射膜，由此晶體管的成品率沒(méi)有降低。
此后，形成接觸孔。如AlSi等的導(dǎo)電材料形成在所得結(jié)構(gòu)的整個(gè)表面上，之后通過(guò)構(gòu)圖得到第一層導(dǎo)體17。所述構(gòu)圖需要干腐蝕以減小導(dǎo)體的寬度。此時(shí)，通過(guò)CVD等在分離光電二極管上提供的抗反射膜上形成硅氧化膜13。由于硅氧化膜13保護(hù)了抗反射膜，因此干腐蝕沒(méi)有腐蝕氮化硅膜12。因此，具有最佳厚度的氮化硅膜沒(méi)有減少?；旧蠜](méi)有受到干腐蝕中的等離子體的損傷。防止了光電二極管的泄漏電流特性的退化。
形成層間絕緣膜18和第二層導(dǎo)體19之后，形成作為覆蓋絕緣膜的氮化硅膜20(S807)。最后，使用構(gòu)圖的氮化硅膜20作為保護(hù)膜濕腐蝕已由CVD等形成用于保護(hù)不受干腐蝕影響的硅氧化膜13(S808)。
如以上例4中所示，除了例1的優(yōu)點(diǎn)之外，與例2和3類似，可以防止由分離光電二極管的分離部分中發(fā)生的LOCOS工藝造成的串音特性變壞。
同樣在例4中，為得到更高速的光電二極管，在具有低電阻率(例如，約4Ωcm)的P型襯底上形成具有高電阻率(例如，約1000Ωcm)的P型外延層，由此可以減小光電二極管的串聯(lián)電阻，同時(shí)不增加光電二極管的電容。
如上所述，本發(fā)明提供一種使用多晶硅發(fā)射極和LOCOS隔離將高速集成電路和高速光電二極管形成在同一襯底上的與電路一體化的光接收器件，及其制造方法。
此外，本發(fā)明提供一種具有滿意晶體管成品率的與電路一體化的光接收器件及其制造方法。
此外，本發(fā)明提供一種由整個(gè)氧化膜的厚度變化造成的晶體管特性變化范圍窄的與電路一體化的光接收器件及其制造方法。
此外，本發(fā)明提供一種抗反射膜的反射率變化范圍窄的與電路一體化的光接收器件及其制造方法。
此外，本發(fā)明提供一種具有滿意串音特性的與電路一體化的光接收器件及其制造方法。
在本發(fā)明的與電路一體化的光接收器件的制造方法中，使用多晶硅作為擴(kuò)散源和形成發(fā)射極的電極。使用LOCOS隔離作為元件隔離形成高速集成電路。所述高速集成電路和分離光電二極管能夠形成在同一硅襯底上，同時(shí)保持了分離光電二極管的響應(yīng)特性、光靈敏度特性、串音特性、泄漏電流特性等。由此可以提供一種具有高速響應(yīng)能力、高靈敏度以及更低噪聲的與電路一體化的光接收器件。
對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明的范圍和精神的前提下，各種其它的修改很顯然并且容易做出。因此，附帶的權(quán)利要求書的范圍不限于這里的說(shuō)明，權(quán)利要求書由廣泛的范圍構(gòu)成。
權(quán)利要求
1．一種與電路一體化的光接收器件，包括集成電路和光電二極管，其中集成電路和光電二極管形成在同一襯底上；集成電路包括晶體管，其具有多晶硅，作為發(fā)射極擴(kuò)散源和電極；以及包括在集成電路中的元件使用局部氧化相互隔離。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的與電路一體化的光接收器件，其中半導(dǎo)體襯底包括第一導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體襯底；光電二極管包括形成在第一導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體襯底上的第二導(dǎo)電類型的第一半導(dǎo)體層以及將第二導(dǎo)電類型的第一半導(dǎo)體層分為多個(gè)第二導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體層的第一導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體層；光電二極管包括使用第二導(dǎo)電類型的第一半導(dǎo)體層和第一導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體襯底檢測(cè)光信號(hào)的多個(gè)分離光電二極管；以及多個(gè)分離光電二極管的光接收區(qū)和第一導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體層表面受到局部氧化。
3．根據(jù)權(quán)利要求1的與電路一體化的光接收器件，其中半導(dǎo)體襯底包括第一導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體襯底；光電二極管包括形成在第一導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體襯底上的第二導(dǎo)電類型的第一半導(dǎo)體層以及將第二導(dǎo)電類型的第一半導(dǎo)體層分為多個(gè)第二導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體層的第一導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體襯底；光電二極管包括使用第二導(dǎo)電類型的第一半導(dǎo)體層和第一導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體層檢測(cè)光信號(hào)的多個(gè)分離光電二極管；多個(gè)分離光電二極管的光接收區(qū)和第一導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體層表面不受到局部氧化。
4．根據(jù)權(quán)利要求1的與電路一體化的光接收器件，其中抗反射膜形成在光電二極管的光接收區(qū)上；以及抗反射膜包括硅氧化膜。
5．根據(jù)權(quán)利要求4的與電路一體化的光接收器件，其中抗反射膜還包括形成在硅氧化膜上的氮化硅膜。
6．一種制造與電路一體化的光接收器件的方法，所述與電路一體化的光接收器件包括集成電路和光電二極管，其中集成電路和光電二極管形成在同一襯底上集成電路包括晶體管，其具有多晶硅，作為發(fā)射極擴(kuò)散源和電極；包括在集成電路中的元件使用局部氧化相互隔離；半導(dǎo)體襯底包括第一導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體襯底；光電二極管包括形成在第一導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體襯底上的第二導(dǎo)電類型的第一半導(dǎo)體層以及將第二導(dǎo)電類型的第一半導(dǎo)體層分為多個(gè)第二導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體層的第一導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體層；以及光電二極管包括使用第二導(dǎo)電類型的第一半導(dǎo)體層和第一導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體襯底檢測(cè)光信號(hào)的多個(gè)分離光電二極管，該方法包括以下工藝(a)通過(guò)局部氧化工藝隔離包括在光電二極管中的元件；以及(b)使用多晶硅形成晶體管。
7．根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中多個(gè)分離光電二極管包括第一分離光電二極管和第二分離光電二極管，抗反射膜形成在第一分離光電二極管的光接收區(qū)和第二分離光電二極管的光接收區(qū)上；抗反射膜包括第一硅氧化膜，該方法還包括以下工藝(c)在多個(gè)分離光電二極管的光接收區(qū)上形成抗反射膜，其中在工藝(b)之前進(jìn)行工藝(c)。
8．根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中抗反射膜還包括形成在第一硅氧化膜上的氮化硅膜。
9．根據(jù)權(quán)利要求6的方法，該方法還包括以下工藝(d)在集成電路中形成晶體管的內(nèi)部基極區(qū)，其中在工藝(a)之后進(jìn)行工藝(d)。
10．根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中對(duì)多個(gè)分離光電二極管的光接收區(qū)和第一導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體層的光接收區(qū)進(jìn)行局部氧化，該方法還包括以下工藝(e)在集成電路中形成晶體管的內(nèi)部基極區(qū)。
11．根據(jù)權(quán)利要求8的方法，該方法還包括以下工藝(f)在集成電路中形成晶體管的內(nèi)部基極區(qū)，其中在工藝(a)之后進(jìn)行工藝(f)。
12．根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中對(duì)多個(gè)分離光電二極管的光接收區(qū)和第一導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體層的光接收區(qū)進(jìn)行局部氧化；為多個(gè)分離光電二極管的光接收區(qū)形成抗反射膜；抗反射膜包括第一硅氧化膜；以及抗反射膜還包括形成在硅氧化膜上的氮化硅膜，該方法還包括以下工藝(g)在多個(gè)分離光電二極管的光接收區(qū)上形成第二硅氧化膜。
13．根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其中工藝(c)包括同時(shí)形成第一硅氧化膜和整個(gè)氧化膜的工藝，整個(gè)氧化膜用于形成晶體管的內(nèi)部基極區(qū)。
14．根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中第一硅氧化膜的厚度從約10nm到約40nm。
15．根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中抗反射膜還包括形成在第一硅氧化膜上的第一氮化硅膜；以及其中該方法還包括同時(shí)形成第一氮化硅膜和第二氮化硅膜，第二氮化硅膜形成在集成電路的電容器部分的氮化硅膜上。
16．根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中抗反射膜還包括形成在第一硅氧化膜上的氮化硅膜；以及該方法還包括以下工藝(h)在氮化硅膜上形成第二硅氧化膜，第二硅氧化膜保護(hù)氮化硅膜。
17．根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其中該方法還包括以下工藝(i)在所有的干腐蝕工藝之后腐蝕第二硅氧化膜。
18．根據(jù)權(quán)利要求17的方法，該方法還包括以下工藝(i)腐蝕覆蓋絕緣膜，其中在工藝(i)之后進(jìn)行工藝(j)。
19．根據(jù)權(quán)利要求18的方法，其中工藝(j)還包括使用覆蓋絕緣摸作為保護(hù)膜腐蝕第二硅氧化膜的工藝。
20．根據(jù)權(quán)利要求1的與電路一體化的光接收器件，其中半導(dǎo)體襯底包括具有高電阻率的第一導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體。
21．根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中半導(dǎo)體襯底包括具有高電阻率的第一導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體。
22．根據(jù)權(quán)利要求1的與電路一體化的光接收器件，其中半導(dǎo)體襯底包括具有低電阻率的第一導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體襯底；以及具有高電阻率的第一導(dǎo)電類型的外延層，第一導(dǎo)電類型的外延層形成在第一導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體襯底上。
23．根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中半導(dǎo)體襯底包括具有低電阻率的第一導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體襯底；以及具有高電阻率的第一導(dǎo)電類型的外延層，第一導(dǎo)電類型的外延層形成在第一導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體襯底上。
全文摘要
一種與電路一體化的光接收器件,包括集成電路和光電二極管。集成電路和光電二極管形成在同一襯底上。集成電路包括以多晶硅作為發(fā)射極擴(kuò)散源和電極的晶體管。包括在集成電路中的元件使用局部氧化相互隔離。
文檔編號(hào)H01L21/8234GK1282109SQ0012195
公開日2001年1月31日 申請(qǐng)日期2000年7月27日 優(yōu)先權(quán)日1999年7月27日
發(fā)明者瀧本貴博, 福永直樹, 大久保勇, 笠松利光, 岡睦, 久保勝 申請(qǐng)人:夏普公司