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公開番号2025095758
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-26
出願番号2023212038
出願日2023-12-15
発明の名称半導体素子および光学センサ
出願人ローム株式会社
代理人弁理士法人深見特許事務所
主分類H10F 30/20 20250101AFI20250619BHJP()
要約【課題】寄生容量が低減された半導体素子を提供する。
【解決手段】半導体素子1は、主面11を有する。半導体素子1は、第1N型領域N1と、第1P型領域P1と、第2P型領域P2とを備える。第1N型領域N1は、半導体素子1の内部に形成されている。第1P型領域P1は、主面11に形成されている。第2P型領域P2に含まれる不純物の濃度は、第1P型領域P1に含まれる不純物の濃度より小さい。主面11の平面視において、第1P型領域P1は第1N型領域N1に重なるように形成されている。第2P型領域P2は、第1N型領域N1と第1P型領域P1との間に形成されている。平面視において、第1P型領域P1の面積は、第2P型領域P2の面積より小さい。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
主面を有する半導体素子であって、
前記半導体素子の内部に形成されている第１Ｎ型領域と、
前記主面に形成されている第１Ｐ型領域と、
前記第１Ｐ型領域に含まれる不純物の濃度より小さい不純物の濃度を含む第２Ｐ型領域とを備え、
前記主面の平面視において、前記第１Ｐ型領域は前記第１Ｎ型領域に重なるように形成されており、
前記第２Ｐ型領域は、前記第１Ｎ型領域と前記第１Ｐ型領域との間に形成されており、
前記平面視において、前記第１Ｐ型領域の面積は、前記第２Ｐ型領域の面積より小さい、半導体素子。
続きを表示（約 860 文字）【請求項２】
主面を有する半導体素子であって、
前記半導体素子の内部に形成されている第１Ｎ型領域と、
前記主面に形成されている複数の第１Ｐ型領域と、
前記第１Ｐ型領域に含まれる不純物の濃度より小さい不純物の濃度を含む第２Ｐ型領域とを備え、
前記主面の平面視において、前記第１Ｐ型領域は前記第１Ｎ型領域に重なるように形成されており、
前記第２Ｐ型領域は、前記第１Ｎ型領域と前記第１Ｐ型領域との間に形成されている、半導体素子。
【請求項３】
前記第２Ｐ型領域の一部は前記主面に形成されており、
前記主面において、前記主面に形成されている前記第２Ｐ型領域の一部は、隣り合う前記第１Ｐ型領域の間に形成されている、請求項２に記載の半導体素子。
【請求項４】
前記主面に形成されている第２Ｎ型領域を更に備え、
前記主面において、前記第２Ｎ型領域は、前記第２Ｐ型領域を介して前記第１Ｐ型領域に対して離間して形成されている、請求項３に記載の半導体素子。
【請求項５】
前記主面における前記第１Ｐ型領域と前記第２Ｎ型領域との間の距離は、０．５μｍ以上である、請求項４に記載の半導体素子。
【請求項６】
前記主面に形成されている絶縁領域と、
前記主面に形成されている第２Ｎ型領域とを更に備え、
前記主面において、前記第２Ｎ型領域は前記絶縁領域を介して前記第１Ｐ型領域に対して離間して形成されている、請求項１または請求項２に記載の半導体素子。
【請求項７】
前記主面において、複数の前記第１Ｐ型領域はマトリクス状に配置されている、請求項２から請求項５のいずれか１項に記載の半導体素子。
【請求項８】
請求項１または請求項２に記載の半導体素子を備えた、光学センサ。
【請求項９】
前記半導体素子はフォトダイオードである、請求項８に記載の光学センサ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、半導体素子および光学センサに関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
国際公開第２０２０／１３７９６７号公報（特許文献１）は、半導体素子を有する光学センサを開示している。半導体素子は、光が照射されると光電流が流れるフォトダイオードである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
国際公開第２０２０／１３７９６７号公報［概要］しかし、半導体素子における寄生容量は空乏層の領域により決まるため、半導体素子における寄生容量は低減の余地がある。
【０００４】
本開示の一態様による半導体素子は、主面を有する。半導体素子は、第１Ｎ型領域と、第１Ｐ型領域と、第２Ｐ型領域とを備える。第１Ｎ型領域は、半導体素子の内部に形成されている。第１Ｐ型領域は、主面に形成されている。第２Ｐ型領域に含まれる不純物の濃度は、第１Ｐ型領域に含まれる不純物の濃度より小さい。主面の平面視において、第１Ｐ型領域は第１Ｎ型領域に重なるように形成されている。第２Ｐ型領域は、第１Ｎ型領域と第１Ｐ型領域との間に形成されている。平面視において、第１Ｐ型領域の面積は、第２Ｐ型領域の面積より小さい。
【０００５】
本開示の一態様による半導体素子は、主面を有する。半導体素子は、第１Ｎ型領域と、複数の第１Ｐ型領域と、第２Ｐ型領域とを備える。第１Ｎ型領域は、半導体素子の内部に形成されている。第１Ｐ型領域は、主面に形成されている。第２Ｐ型領域に含まれる不純物の濃度は、第１Ｐ型領域に含まれる不純物の濃度より小さい。主面の平面視において、第１Ｐ型領域は第１Ｎ型領域に重なるように形成されている。第２Ｐ型領域は、第１Ｎ型領域と第１Ｐ型領域との間に形成されている。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
図１は、実施の形態１の半導体素子の概略平面図である。
図２は、図１の線分ＩＩ－ＩＩにおける半導体素子の概略断面図である。
図３は、実施の形態１の半導体素子の製造方法におけるフローチャートである。
図４は、実施の形態１の半導体素子の製造方法における一工程を示す概略断面図である。
図５は、実施の形態１の半導体素子の製造方法における図４に示される工程の次工程を示す概略断面図である。
図６は、実施の形態１の半導体素子の製造方法における図５に示される工程の次工程を示す概略断面図である。
図７は、実施の形態１の半導体素子の製造方法における図６に示される工程の次工程を示す概略断面図である。
図８は、実施の形態１の半導体素子の製造方法における図７に示される工程の次工程を示す概略断面図である。
図９は、実施の形態１の半導体素子の製造方法における図８に示される工程の次工程を示す概略断面図である。
図１０は、実施の形態２の半導体素子の概略平面図である。
図１１は、図１０の線分ＸＩ－ＸＩにおける半導体素子の概略断面図である。
図１２は、実施の形態３の半導体素子の概略平面図である。
図１３は、図１２の線分ＸＩＩＩ－ＸＩＩＩにおける半導体素子の概略断面図である。
図１４は、実施の形態４の半導体素子の概略平面図である。
図１５は、図１４の線分ＸＶ－ＸＶにおける半導体素子の概略断面図である。
図１６は、実施の形態５の光学センサの概略断面図である。［詳細な説明］図面に基づいて本開示の実施の形態の詳細について説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰返さない。以下に記載する実施の形態の少なくとも一部の構成を任意に組み合わせてもよい。
【０００７】
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１の半導体素子１の概略平面図である。図２は、図１の線分ＩＩ－ＩＩにおける半導体素子１の概略断面図である。なお、図１において、第２Ｐ型領域Ｐ２の外形は点線で示されている。
【０００８】
半導体素子１は、たとえば、光が照射されると光電流が流れるフォトダイオードである。半導体素子１は主面１１を有する。半導体素子１は、主面１１の近傍に素子領域が形成されている半導体素子１であって、Ｎ型領域Ｎと、Ｐ型領域Ｐと、第１Ｐ型領域Ｐ１と、絶縁領域３とを主に備える。Ｎ型領域Ｎ、Ｐ型領域Ｐ、第１Ｐ型領域Ｐ１、および絶縁領域３は、導電型Ｐ型である第２層１ｂの内部に形成されている。Ｎ型領域Ｎ、Ｐ型領域Ｐおよび第１Ｐ型領域Ｐ１を少なくとも含む部分が受光部に相当する。
【０００９】
半導体素子１は、複数の層が積層されて形成された半導体素子１であってもよい。図２に示されているように、半導体素子１は、第１層１ａおよび第２層１ｂから構成される２層構造であってもよい。第１層１ａは、例えばシリコン基板であってもよい。
【００１０】
第２層１ｂの導電型はＰ型であればよい。第２層１ｂは、たとえばエピタキシャル層であってもよい。エピタキシャル層は、第１層１ａの表面上にエピタキシャル成長によって形成される。第２層１ｂは、たとえば第１層１ａの表面上に不純物を添加して形成されるウェル層であってもよい。第２層１ｂの表面が主面１１を構成する。
（【００１１】以降は省略されています）

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