TW201117406A - Semiconductor optical detecting element and method of manufacturing semiconductor optical detecting element - Google Patents

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201117406 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於半導體光檢測元件及半導體光檢測元件之 製造方法。 【先前技術】 作為近紅外線之波長段，具有高光譜靈敏度特性之半導 體光檢測元件，已知有使用化合物半導體之光電二極體 (例如，參照專利文獻丨）。在專利文獻1所記載之光電二極 體中’具備包含InGaAsN、InGaAsNSb、及inGaAsNP中任 者之苐1受光層，與具有波長較第1受光層之吸收端長之 吸收端’並包含量子井構造之第2受光層。 先前技術文獻 專利文獻 專利文獻1:曰本特開20〇8_1533 1 1號公報 【發明内容】 發明所欲解決之問題 然而’如此之使用化合物半導體之光電二極體價格仍較 高’且製造步驟複雜。因此’尋求價廉且易於製造之石夕光 電二極體，且於近紅外線之波長段具有充分之光譜靈敏度 者之實用化。石夕光電二極體雖光譜靈敏度特性在長波長側 之界限一般為1100 nm左右’但在1000 nm以上之波長段之 光譜靈敏度特性並不充分。 本發明之目的在於提供一種使用矽之半導體光檢測元 件，且於近紅外線之波長段具有充分之光譜靈敏度特性之

S 148700.doc 201117406 半導體光檢測元件及半導體光檢測元件之製造方法。 解決問題之技術手段 本發明之半導體光檢測元件具備：具有在第1導電型半 導體區域與第2導電型半導體區域所形成之pn接合之石夕基 板；且，在矽基板上，於該矽基板之一主面側形成有第i 導電型累積層，且在一主面及對向於一主面之主面之至少 對向於pn接合之區域，形成有不規則之凹凸1〇 ;矽基板之 主面及對向於一主面之主面之對向於pn接合的區域係光 學露出。 在本發明之半導體光檢測元件中，於一主面及對向於一 面之至 >、對向於pn接合之區域，形成有不規則之 凹凸。因此，入射至半導體光檢測元件之光由該區域予以 反射、散射、或擴散，而在矽基板内長距離前進。藉此， 入射至半導體光檢測S件之光其大部份不會透過半導體光 檢測兀件（石夕基板），而被石夕基板吸收。0此，根據本發 月由於入射至半導體光檢測元件之光之行進距離增長， 光被吸收之距離亦增長，故在近紅外線之波長段中之光譜 靈敏度特性提高。 在本發明之半導體光檢測元件中，⑨石夕基板之一主面 側，形成有第i導電型累積層。因此，可再結合在一主面 側非由光所產生之無用載子，從而降低暗電流。累積層係 抑制在石夕基板之-主面附近由光所產生之載子在該一主面 中被陷獲。因A，由光所產生之載子會有效地向pn接合移 動，而可提高半導體光檢測元件之光檢測靈敏度。 148700.doc 201117406 本發明之半導體光檢測元件具備：包含第1導電型半導 體，具有相互對向之第β面及第2主自，且於糾主面側 形成有第2導電型半導體區域之矽基板；且，在石夕基板 上，於第2主面側形成具有高於石夕基板之雜質濃度之第1導 電型累積層，且在第1主面及第2主面之至少對向於第2導 電型半導體區域之區域’形成有不規則之凹凸；石夕基板之 第1主面及第2主面之對向於第2導電型半導體區域 係光學露出。 ~ 在本發明之半導體光檢測元件中，於第1主面及第2主面 之至少對向於ρη接合之區域，形成有不規則之凹凸。因 此，入射至半導體光檢測元件之光由該區域予以反射、散 射、或擴散，而在矽基板内長距離前進。藉此，入射至半 導體光檢測元件之光，其大部份不會透過半導體光檢測元 件（矽基板），而被矽基板吸收。因此，根據本發明，由於 入射至半導體光檢測元件之光之行進距離增長，光被吸收 之距離亦增長，故在近紅外線之波長段中之光譜靈敏度特 性提高。 在本發明之半導體光檢測元件十，於矽基板之第2主面 側，形成有第1導電型累積層。因此，可再結合在第2主面 側非由光所產生之無用載子，從而降低暗電流。累積層係 抑制在梦基板之第2主面附近由光所產生之載子在第2主面 中被陷獲。因A ’由光所產生之載子會有效地向第2導電 型半導體區域㈣基板之叩接合移動，而可提高半導體光 檢測元件之光檢測靈敏度。 148700.doc 201117406 累積層之厚度可大於不規則之凹凸之高低差。該情況 時’如上所述，可確保累積層之作用效果。 本發明之半導體光檢測元件之製造方法具備以下步驟： 準備具有在第1導電型半導體區域與第2導電型半導體區域 所形成之pn接合之矽基板；於矽基板之一主面側，形成第 1導電型累積層；對石夕基板之一主面及對向於一主面之主 面之至少對向於pn接合之區域照射脈衝雷射光，而形成不 規則之凹凸，及將形成有不規則之凹凸之矽基板進行熱處 理。 根據本發明之半導體光檢測元件之製造方法，可獲得在 面及對向於一主面之主面之至少對向於pn接合之區域 /成有不規則之凹凸之半導體光檢測元件。如上所述，在 省半導體光檢測元件中，由於入射至半導體光檢測元件之 光之仃進距離增長，光被吸收之距離亦增長，故在近紅外 線之波長段之光譜靈敏度特性提高。藉由形成於矽基板之 主面側之累積層，可降低暗電流，且可提高半導體光檢 測元件之光檢測靈敏度。 然而，利用脈衝雷射光之照射，有對矽基板帶來結晶缺 陷等之知害之虞。在本發明中’由於在形成不規則之凹凸 之步驟後，將矽基板進行熱處理，故可恢復矽基板之結晶 性’防止暗電流增加等之不良。 本發月之半導體光檢測元件之製造方法，在準備矽基板 之步驟中，作為矽基板，準備進而在對向於一主面之主面 ·!七成/、有向於矽基板之雜質濃度之第1導電型半導體區 148700.doc 201117406 β ; 土板’且該製造方法可進而具備在將矽基板進行埶 = 里之步驟後，形成電性連接於第丨導電型半導體區域之 毛極、及電性連接心接合之電極之步驟。該情況時即 使電極使㈣點相對較低之材料之情況下，電極亦不會因 熱處理之步驟而㈣。因此，可不受熱處理之影響而適當 地形成電極。 本叙明之半導體光檢測元件之製造方法，具備以下之步 驟:準備包含第1導電型半導體且具有相互對向之第i主面 及第2主面，並於第1主面側形成有第2導電型半導體區域 之夕基板，於矽基板之第2主面側，形成具有高於矽基板 之雜質濃度之第1導電型累積層；對矽基板之第2主面之至 /對向於第2導電型半導體區域之區域照射脈衝雷射光， 而形成不規則之凹凸；及在形成不規則之凹凸之步驟後， 將石夕基板進行熱處理。 根據本發明之半導體光檢測元件之製造方法，可獲得在 第1主面及第2主面之至少對向於叩接合之區域形成有不規 則之凹凸之半導體光檢測元件。如上所述，在該半導體光 檢測7L件中’由於入射至半導體光檢測元件之光之行進距 離增長’光被吸收之距離亦增長，故在近紅外線之波長段 之光譜靈敏度特性提高。藉由形成於矽基板之第2主面側 之累積層’可降低暗電流，且可提高半導體光檢測元件之 光檢測靈敏度。在本發明中，由於在形成不規則之凹凸之 步驟後’將矽基板進行熱處理，故可恢復矽基板之結晶 性，防止暗電流增加等之不良。 148700.doc 201117406 本發明之本發明之半導I#朵给、0丨_ t 干等體先檢測7L件之製造方法，在準 備石夕基板之步驟中，作為 ^ ^ 為矽基板，準備進而於第1主面側 ^成具有南於矽基板之雜質濃 *貝展度之第1導電型半導體區域 ^石夕基板；且，該製造方法可進而具備在將⑦基板進行熱 ♦之乂驟後，形成電性連接於第1導電型半導體區域之 電極、及電性連接於第2導電型半導體區域之電極之步 驟。該情況時，即使電極使用熔點相對較低之材料之情 況’電極亦不會因熱處理之步驟而溶融。因此，可不受熱 處理之影響而適當地形成電極。 亦可於形成累積層之步驟後，進行形成不規則凹凸之步 驟。該情況時，可大致均—地形成累積層之深度。可—次 進行為使在形成不規則之凹凸之步驟中產生之結晶損傷恢 復之熱處理，與為使導入至結晶内之雜質之活化與結晶性 恢復’而於形成累積層之步驟後進行之熱處理。 亦可使累積層之厚度大於不規則之凹凸之高低差。該情 況時，即使在形成累積層之步驟後照射脈衝雷射光而形成 不規則之上述凹凸，累積層仍會殘留。因此，可碟保上述 之累積層之作用效果。 在形成不規則之凹凸之步驟中’作為脈衝雷射光，可照 射微微秒〜飛秒脈衝雷射光。該情況時，可適宜且容易地 形成不規則之凹凸。 發明效果 根據本發明，可提供一種使用矽之半導體光檢測元件， 且在近紅外線之波長段具有充分之光譜靈敏度特性之半導 148700.doc 201117406 體光檢測元件及半導體光檢測元件之製造方法。 【實施方式】 以下，參照添附圖式，詳細地說明本發明之較佳之實施 形態。再者，在說明中，對於相同之要素或具有相同功能 之要素使用相同之符號，省略重複之說明。 首先，參照圖1〜圖10，說明本實施形態之光電二極體之 製造方法。圖1〜圖10係用於說明本實施形態之光電二極體 之製造方法之圖。 首先，準備包含矽（Si)結晶，且具有相互對向之第丨主面 la及第2主面lb之η·型半導體基板i(參照圖丨）。n•型半導體 基板1之厚度為300 μιη左右，比電阻！ kn.cm左右。在本實 施形態中，「高雜質濃度」是指例如雜質濃度為1χ1〇” cm-3 左右以上者，且導電型標示為「+P「低雜質濃度」是指 雜質濃度為lxlO15 cm_3左右以下，且導電型標示為「_」。 作為η型雜質有銻（Sb)或砷（As)等，作為p型雜質有删（B) 等。 其次，於ιΓ型半導體基板丨之第丨主面la及第2主面ib 側，形成絕緣層IL1、IL2(參照圖2)。絕緣層IL1、IL2包含

Si〇2，且藉由熱氧化n-型半導體基板i而形成。絕緣層 IL1、IL2之厚度為例如〇 1 左右。 其次，於η型半導體基板丨之第丨主面1&側，形成η+型半 導體區域3(參照圖2)。η+型半導體區域3係使用周邊部區域 開口之其他之遮罩等，在η-型半導體基板丨内，使η型雜質 從第1主面1 a側擴散至高於η -型半導體基板丨之濃度而形 148700.doc 201117406 . 成。n+型半導體區域3之厚度為例如丨5 左右，薄膜電阻 為例如12 Ω/sq.。 人於η型半導體基板1之第1主面la側，形成ρ+型半 導體區域5(參照圖3)。p+型半導體區域5係使用中央部開口 之遮罩等，在n_型半導體基板丨内，使p型雜質從第丨主面u 側擴散至向濃度而形成。p+型半導體區域5係以被n+型半 導體區域3圍繞的方式形成。p+型半導體區域5以包含位於 其中央部且具有第1厚度之第1部份5a,與位於中央部之周 圍且具有較第1厚度厚之第2厚度之第2部份讣的方式形 成。P+型半導體區域5之第1部份5a之厚度為例如2〜3 μιη左 右，Ρ+型半導體區域5之第2部份5b之厚度為丨例如3 左 右° Ρ型半導體區域5之薄膜電阻為例如44 。 其次，為使η·型半導體基板丨之厚度達到期望之厚度， 將η·型半導體基板丨整體從第2主面lb側薄化（參照圖句。藉 此，除去形成於η·型半導體基板丨之第2主面lb上之絕緣層曰 江2，而露出n-型半導體基板】。此處，將藉由薄化而露出 之面亦設為第2主面lb。期望之厚度為例如1〇〇 左右。 η型半導體基板！之薄化可藉由研磨η.型半導體基板】之第2 主面lb側而進行β η-型半導體基板】之薄化並不限定於將〆 型半導體基板i整體薄化。例如，亦可留下η·型半導體基 板1之對應於〆型半導體區域5之部份之周邊部份，而從= 2主面㈣予以薄化β部份之薄化係藉由使用例如氨氧化 鉀溶液或ΤΜΑΗ(氫氧化四甲基録溶液）等之驗韻刻之各向 異性姑刻而進行。 148700.doc -10- 201117406 ”人於11型半導體基板1之第2主面lb側，形成累積層 7(參照圖5)。此處’在n_型半導體基板w，以使n型雜質 成為咼於η型半導體基板丨之雜質濃度的方式從第2主面卟 側離子植入或擴散，藉此而形成累積層7。累積層7之厚度 為例如1 μΐη。然後將η-型半導體基板丨進行熱處理，使累 積層7活化。熱處理係在例如Μ:氣等之氛圍下，在 9〇〇〜ioo〇°c左右之範圍内，進行〇5〜3小時左右。 八人對11型半V體基板1之第2主面1 b照射脈衝雷射光 PL，形成不規則之凹凸1〇(參照圖6)。此處，如圖7所示， 將η型半導體基板1配置於腔室c内，從配置於腔室c之外 側之脈衝雷射產生裝置PLD將脈衝雷射光pL照射至η_型半 導體基板1。腔室c包含氣體導入部Gin及氣體排出部 G0UT。將惰性氣體（例如，氮氣或氬氣等）從氣體導入部gin 導入’從氣體排出部GOUT排出’藉此於腔室c内形成惰性 氣體流G f。照射脈衝雷射光p L時產生之灰塵等藉由惰性氣 體流Gf排出至腔室c外’從而防止加工屑或灰塵等對n-型 半導體基板1之附著。 在本實施形態中’作為脈衝雷射產生裝置pLD，係使用 微微秒〜飛秒脈衝雷射產生裝置’遍佈於第2主面lb之整面 照射微微秒〜飛秒脈衝雷射光。第2主面丨b被微微秒~飛秒 脈衝雷射光損傷’而如圖8所示，於第2主面lb之整面形成 不規則之凹凸10。不規則之凹凸1〇具有與正交於第1主面 la之方向交叉之面。凹凸1〇之高低差為例如〇 5〜1〇 μηι ’ 凹凸1 0之凸部之間隔為〇·5〜1 〇 μιη左右。微微秒〜飛秒脈衝 148700.doc • 11 - 201117406 雷射光之脈衝持續時間為例如5〇 fs〜2 ps左右，強度為例 如4〜16 GW左右’脈衝能量為例如200〜80〇 μ】/ρι1ΐπ左右。 進而一般而言，峰值強度為3xl〇"~2.5xlO,3(W/cm2)，通 量為0.1〜1.3(J/cm2)左右。圖8係觀察形成於第2主面lb之不 規則之凹凸10之SEM圖像。 其次’對p+型半導體區域5之第1主面la照射脈衝雷射光 PL，形成不規則之凹凸10(參照圖9)。此處，於絕緣層iL1 之對應於p型半導體區域5之第1部份5a之區域，照射脈衝 雷射光。藉此，除去對應於p+型半導體區域5之第1部份5a 之區域之絕緣層IL1，而於露出之n.型半導體基板1之第1主 面la(p+型半導體區域5之第1部份5a)形成不規則之凹凸 1 0。對第1主面1 a(絕緣層IL1)之脈衝雷射光之照射，與上 述之第2主面lb之脈衝雷射光Pl之照射同樣地進行。於p+ 型半導體區域5之第2部份5b ’則未形成不規則之凹凸1〇。 其次，將η型半導體基板1進行熱處理（退火此處，在 A氣等之氛圍下，在800〜100(rc左右之範圍内，將η·型半 導體基板1加熱0.5〜1小時左右。 其次，在位於ρ+型半導體區域5之第2部份讣上之絕緣層 IL1，形成接觸孔H1，而在位於n+型半導體區域3上之絕緣 層IL1，形成接觸孔H2(參照圖10)。且形成電極13、15(參 照圖11)。電極13形成於接觸孔出内，而電極15形成於接 觸孔H2内。電極13、15分別包含鋁㈧）等，且厚度為例如 1 μηι左右。藉此，完成光電二極體1。 如圖11所示，光電二極體PD1具借η-型半導體基板！。於 148700.doc . 1-, 201117406 η型半導體基板1之第1主面1 a側，形成有p +型半導體區域$ (第1部份5a及第2部份5b)及n+型半導體區域3，且於n•型半 導體基板1與P+型半導體區域5之間形成叫接合。即，^型 半導體基板1包含在第1導電型半導體區域與第2導電型半 導體區域中所形成之pn接合。n+型半導體區域3係作為護 環發揮功能。 電極13經由接觸孔H1而電性接觸且連接於p+型半導體區 域5(第2部份5b)。電極15經由接觸孔H2而電性接觸且連接 於n+型半導體區域3。 於η·型半導體基板丨之第2主面lb，形成有不規則之凹凸 10。於n_型半導體基板丨之第2主面11?側，形成有累積層 7。第2主面lb係光學露出。所謂第2主面11?光學露出，不 僅是指第2主面ib與空氣等之氛圍氣體接觸，亦包含於第2 主面1 b上光學形成有透明之膜之情況。 於η型半V體基板1之第1主面1 a側，於〆型半導體區域$ 之第1部份5&之露出面形成有不規則之凹凸10。因此，於n_ 型半導體基板1之第1主面la及第2主面115之對應於pn接合 之區域’形成有不規則之凹凸10。η·型半導體基板1之第1 主面1 a之形成有不規則之凹凸丨〇之區域係光學露出。所謂 第1主面la光學露出，不僅是指第1主面1&與空氣等之氛圍 亂體接觸’亦包含於第1主面la上光學形成有透明之膜之 情況。 在光電二極體PD1中，於第1主面la及第2主面lb形成有. 不規則之凹凸10。因此，如圖12所示，入射至光電二極體

S 148700.doc 13- 201117406 PDi之光L由不規則之凹凸1〇反射、散射、或擴散，從而 在rT型半導體基板内長距離前進。 通常，相對於Si之折射率11=3.5，空氣之折射率η=ι 〇。 在光電二極體中，光從垂直於光入射面之方向入射之情況 %，在光電二極體（矽基板）内未經吸收之光分為在光入 射面之背面反射之光成份，與透過光電二極體之光成份。 透過光電二極體之光對於光電二極體之靈敏度不起作用。 在光入射面之背面反射之光成份若在光電二極體内被吸 收，則成為光電流。未被吸收之光成份則在光入射面内， 與到達至光入射面之背面之光成份同樣地反射或透過。 在光電二極體PD1中，光L從垂直於光入射面（第上主面 la)之方向入射之情況時，若到達至形成於第2主面ib之不 規則之凹凸10，則相對於來自凹凸1〇之出射方向以6。以 上之角度到達之光成份，會由不規則之凹凸1〇全反射。由 於凹凸1 0係不規則地形成，故相對於出射方向具有各種之 角度，且全反射之光成份會向各種方向擴散。因此，全反 射之光成份既包含在n_型半導體基板1内部所吸收之光成 份，亦包含到達至第丨主面la或側面之光成份。 到達至第1主面la之形成有不規則之凹凸1〇之區域之光 成份’由於藉由形成於第2主面lb之不規則之凹凸1〇而擴 散，而向各種方向前進，故全反射之可能性極高。形成於 第1主面1 a之凹凸1 〇亦不規則地形成，故相對於出射方向 具有各種之角度，因而全反射之光成份會再次向各種方向 擴散。到達至第丨主面la之未形成不規則之凹凸1〇之區域 148700.doc 201117406 或側面的光成份’則藉由不規則之凹凸10擴散而向各種方 向前進。因此，到達至第1主面la或側面之光成份由第i主 面la或側面全反射之可能性亦較高。由第1主面la或側面 全反射之光成份重複在不同之面之全反射，因而其行進距 離增長。如此，入射至光電二極體PD1之光L在η·型半導體 基板1之内部長距離前進的過程中，會被η-型半導體基板i 吸收’而被檢測為光電流。 如此，入射至光電二極體PD1之光L其大部份未透過光 電二極體PD1，而增長行進距離並被n•型半導體基板”及 收。因此，在光電二極體PD1中，在近紅外線之波長段之 光譜靈敏度特性提高。 於第2主面lb形成規則之凹凸之情況中，到達至第i主面 la或側面之光成份會由凹凸予以擴散，但會向相同之方向 前進。因此，到達至第1主面la或側面之光成份由第i主面 la或側面全反射之可能性低。因此，在第丨主面u或側 面、進而在第2主面lb或側面透過之光成份增加，入射至 光電二極體之光之行進距離縮短。其結果，難以提高在近 紅外線之波長段之光譜靈敏度特性。同樣地，於第1主面 la形成有規則之凹凸之情況下，亦難以提高在近紅外線之 波長段之光譜靈敏度特性。 在光電二極體PD1中，於n-型半導體基板i之第2主面卟 側，形成有累積層7❶藉此，可再結合在第2主面lb側產生 之無用載子，從而降低暗電流。累積層7係抑制在第2主面 ib附近產生之載子在該第2主面11?中被陷獲。因此，產生 £ I48700.doc •15· 201117406 載子可有效地向pn接合部移動，進而提高光電二極體 PD1之光檢測靈敏度。 在本實施形態中’在形成累積層7後，形成不規則之凹 凸10。精此，可大致均-地形成累、積層7之深度。可—次 進行為使在形成不規則之凹凸1G之步驟中產生之結晶損傷 恢復與再結晶化之熱處理，與為使因離子植入或擴散而導 入至結晶内之雜質活化與結晶性之恢復，而於形成累積層 7之步驟後進行之熱處理。 在本實施形態中，在形成不規則之凹凸10後，將η-型半 導體基板1進行熱處理。藉此，可恢復η·型半導體基板以 結晶性，防止暗電流增加等之不良。 在本實施形態中，在將n-型半導體基板丨進行熱處理 後，形成電極13、15。藉此’即使電極13、15使用熔點相 對較低之金屬之情況下，電極13、15亦不會因熱處理而溶 融。該結果，可不受熱處理之影響而適當地形成電極13、 15 ° 在本實施形態中，照射微微秒〜飛秒脈衝雷射光而形成 不規則之凹凸10。藉此，可適當且容易地形成不規則之凹 凸10。 在本實施形態中，係使η·型半導體基板1從第2主面比側 薄化。藉此’可獲得將η·型半導體基板1之第1主面&及第2 主面1 b側分別作為光入射面之光電二極體。即，光電二極 租PD 1不僅可作為表面入射型光電二極體，亦可作為背面 入射型光電二極體使用。 148700.doc 16 201117406 然而，在光電二極體中’可藉由將包含矽之半導體基板 設定為較厚（例如數mm左右），而實現於近紅外線之波長段 具有光譜靈敏度特性之半導體光檢測元件。在光電二極體 中，由於空乏化故必須施加偏壓。因此，在增大上述半導 體基板之厚度之情況下，就必須施加極其高之偏壓。若半 導體基板較厚，則暗電流亦會增加。 然而，在本實施形態之光電二極體PD1中，如上所述， 於第1主面la及第2主面lb形成有不規則之凹凸1〇，藉此使 入射至光電二極體PD1之光之行進距離增長。因此，無需 增厚半導體基板（η·型半導體基板丨），即可實現於近紅外線 之波長段具有充分之光譜靈敏度特性之光電二極體。因 此’相較於藉由增厚半導體基板而於近紅外線之波長段具 有光譜靈敏度之光電二極體，上述光電二極體pm只需施 加低偏壓’即可獲得良好之光譜靈敏度。且可抑制暗電流 之增加，提高光電二極體PD1之檢測精度。由於n.型半導 體基板1之厚度較薄，故光電二極體PD1之應答速度提高。 以上，已說明本發明之較佳之實施形態，但本發明並非 限定於上述之實施形態，可在不脫離其主旨之範圍内，進 行各種之變更。 在本實施形態中，係遍佈於第2主面lb之整面照射脈衝 雷射光’而形成不規則之凹凸10，但並不限定於此。例如 可僅對η·型半導體基板i之第2主面11}之對向於p+型半導體 區域5之區域照射脈衝雷射光，而形成不規則之凹凸1〇。 在本實施形態中’雖將電極1 5電性接觸且連接於形成於 £ 148700.doc •17· 201117406 η型半導體基板1之第丨主面la側之n+型半導體區域3，但並 不限定於此。例如可將電極15電性接觸且連接於形成於η· 型半導體基板1之第2面lb側之累積層7。該情況時，較佳 為在η型半導體基板1之第2主面lb之對向於p+型半導體區 域5之區域外形成電極15。其原因為若在ιΓ型半導體基板1 之第2主面lb之對向於ρ+型半導體區域5之區域内形成電極 15 ’則形成於第2主面lb之不規則之凹凸1〇會被電極15擔 住’從而產生近紅外線之波長段之光譜靈敏度降低之現 象。 亦可以與上述者相反的方式，替換本實施形態之光電二 極體PD1之p型及η型之各導電型。 在本實施形態中，係於形成累積層7後，形成不規則之 凹凸10，但並不限定於此。亦可先形成不規則之凹凸丨〇之 步驟’而於形成不規則之凹凸1〇後再形成累積層7。 本發明不限定於作為上述實施形態之而示例之光電二極 體’可適用於具備含有光電二極體陣列、雪崩光電二極 體、雪崩光電二極體陣列、雙極或CMOS等之光電1C(將受 光部與受光部用信號處理電路積體化者）等之pn接合之矽 基板之半導體光檢測元件。 產業上之可利用性 本發明可利用於光電二極體等之半導體光檢測元件。 【圖式簡單說明】 圖1係用於說明本實施形態之光電二極體之製造方法之 圖； 148700.doc -18- 201117406 圖2係用於說明本實施形態之光電二極體之製造方法之 圖； 圖3係用於說明本實施形態之光電二極體之製造方法之 圖； 圖4係用於說明本實施形態之光電二極體之製造方法之 圖， 圖5係用於說明本實施形態之光電二極體之製造方法之 圖， 圖6係用於說明本實施形態之光電二極體之製造方法之 圖， 圖7係用於說明本實施形態之光電二極體之製造方法之 圖； 圖8係用於說明本實施形態之光電二極體之製造方法之 圖； 圖9係用於說明本實施形態之光電二極體之製造方法之 圖； 圖10係用於說明本實施形態之光電二極體之製造方法之 圖； 圖11係用於說明本實施形態之光電二極體之製造方法之 圖；及 圖12係顯不本貫施形態之光電二極體之構成之圖。 【主要元件符號說明】 1 型半導體基板 la 第1主面

S 148700.doc -19- 201117406 lb 第2主面 3 n+型半導體區域 5 p+型半導體區域 7 累積層 10 不規則之凹凸 13 ' 15 電極 PD1 光電二極體 PL 脈衝雷射光 148700.doc -20-

Claims (1)

1. 201117406 七、申請專利範圍：

   種半導體光檢測元件，其具備： 區域 具有在第1導電型半導體區域與第2導電型半導姊 所形成之pn接合之矽基板，且 規則之 凹凸 =上料基板上，於該石夕基板之一主面側形成有幻 *電型累積層’且在上述一主面及對向於上述一主面之 主面之至少對向於上述Pn接合之區域，形成有不 上述石夕基板之上述一主面及對向於上述—主面之上述 主面之對向於上述叩接合之上述區域係光學露出。 2· —種半導體光檢測元件，其具備： 包含第i導電型半導體且具有相互對向之第1±面及第 2主面並於上述主面側形成有第2導電型半導體區域 之梦基板，且 於上述矽基板上，於上述第2主面側形成具有較上述 矽基板高之雜質濃度之第丨導電型累積層，且在上述第^ 主面及上述第2主面之至少對向於第2導電型之上述半導 體區域之區域’形成不規則之凹凸， 上述矽基板之上述第丨主面及上述第2主面之對向於第 2V電型之上述半導體區域之上述區域係光學露出。 3·如請求項1或2之半導體光檢測元件’其中上述累積層之 厚度大於不規則之上述凹凸之高低差。 4. 一種半導體光檢測元件之製造方法，其具備以下步驟： 準備具有在第1導電型半導體區域與第2導電型半導體 S 148700.doc , 201117406 區域所形成之pn接合之矽基板； 於上述矽基板之一主面側，形成第丨導電型累積層； 對矽基板之上述一主面及對向於上述一主面之主面之 至少對向於上述pn接合之區域照射脈衝雷射光’而形成 不規則之凹凸；及 將形成有不規則之上述凹凸之上述矽基板進行熱處 理。 5. 6. 如印求項4之半導體光檢測元件之製造方法，其中 在準備上述矽基板之上述步驟中，作為上述矽基板， 料備進而於對向於上述—主面之上述主面側形成具有 高於上述矽基板之雜質濃度之第1導電型半導體區域之 石夕基板，且 該製造方法進而具備在將上述矽基板進行熱處理之步 驟後，形成電性連接於上述第α電型半導體區域之電 極及黾性連接於上述ρη接合之電極之步驟。 一種半導體光檢測元件之製造方法’具備以下之步驟： 準備包含第1導電型半導體且具有相互對向之主面 =1主：並於第1主面側形成有第2導電型半導體區域 I砂基板； 於上述石夕基板之上述第2主面側，形成具有 矽基板之雜質濃度之第1導電型累積層； ^ 對上切基板之上述第2主面之至少對向於第2導電型 之上述半導體區域之區域照射脈衝雷射光，而 則之凹凸；及 而形成不規 148700.doc 201117406 在形成不規則之上述凹凸之上述步驟後將上述石夕基 板進行熱處理。 7·如請求項6之半導體光檢測元件之製造方法，其中 在準備上述矽基板之上述步驟中，作為上述矽基板， 係準備進而於上述第丨主面側形成具有高於上述矽基板 之雜質濃度之第1導電型半導體區域之矽基板，且 該製造方法進而具備在將上述矽基板進行熱處理之步 驟後，形成電性連接於上述第丨導電型半導體區域之電 極、及電性連接於上述第2導電型半導體區域之電極之 步驟。 8. 如咕求項4或6之半導體光檢測元件之製造方法，其中於 形成上述累積層之上述步驟後，進行形成不規則之上述 凹凸之上述步驟。 9. 如請求項8之半導體光檢測元件之製造方法，其中使上 述累積層之厚度大於不規則之上述凹凸之高低差。 10. 如請求項4至9中任一項之半導體光檢測元件之製造方 法’其中在形成不規則之上述凹凸之上述步驟中，作為 脈衝雷射光，係照射微微秒〜飛秒脈衝雷射光。 148700.doc