[发明专利]半导体装置

说明书

技术领域

本发明涉及具有受光部和电路部的半导体装置，上述受光部具有形成于在半导体基板上被层叠的布线构造层的开口部，上述电路部在上述半导体基板上与受光部邻接配置。

背景技术

近年来，作为信息记录介质的CD(Compact Disk)、DVD(DigitalVersatile Disk)这样的光盘越来越占有很大的位置。这些光盘的再生装置，通过光拾取器机构沿着光盘的磁道照射激光，检测其反射光。而且，根据反射光强度的变化，再生记录数据。

由于从光盘读出的数据率非常高，所以检测反射光的光检测器由采用了响应速度快的PIN光电二极管的半导体元件构成。在该半导体元件的受光部所产生的微弱的光电变换信号在放大器中被放大，输出给后级的信号处理电路。这里，从确保光电变换信号的频率特性和抑制噪声叠加的观点来看，受光部和放大器之间的布线长要尽可能短。从此观点和降低光检测器的制造成本的观点来看，优选受光部和包括放大器等的电路部形成在同一个半导体芯片上。这样的光检测器在特开2001-60713号中公开过。

图1是在同一个半导体基板上邻接配置了受光部和电路部的光检测器的概略平面图。该光检测器2形成在由硅组成的半导体基板上。光检测器2具有受光部4和电路部6。受光部4例如包括2×2排列的4个PIN光电二极管(PD)8，将从光学系统向基板表面入射的光分成4部分(segment)来进行受光。电路部6例如配置在受光部4的周围。在电路部6中形成例如CMOS10等的电路元件。利用电路部6中的这些电路元件，能够使针对受光部4的输出信号的放大电路和其他的信号处理电路，与受光部4形成在同一半导体芯片上。还有，在图1中未图示，但在电路部6上配置了与电路元件连接的布线和与构成受光部4的扩散层相连接的布线。这些布线是对半导体基板上层叠的Al膜进行图案化而形成的。

图2是以往的受光部4的更详细的平面图。在受光部4中的硅基板上，通过光的吸收产生电子及空穴，所产生的电子作为信号电荷被聚集在反向偏置的PD8的阴极上。作为PD8的阴极区域20，例如为将n型杂质进行高浓度扩散的n⁺区域形成在各PD8的半导体基板的表面上。另一方面，作为阳极区域，例如为将p型杂质进行高浓度扩散的p⁺区域组成的分离区域22，形成在各阴极区域20的周围的半导体基板的表面上。

阴极区域20及分离区域22，分别通过形成在半导体基板表面上的绝缘膜上的接触孔24，与该绝缘膜上被层叠的例如铝(Al)层等上形成的布线相连接。各阴极区域20上聚集的信号电荷分别通过布线26读出。另外，分离区域22，例如通过布线28被施加接地电位。

图3是表示通过图1所示的直线A-A’，在半导体基板上垂直截面处的受光部4及电路部6的构造的模式截面图。还有，图2所示的直线B-B’相当于图1中的受光部4中的直线A-A’。此截面上表示了受光部4的两个PD8及电路部6的CMOS10的构造。在形成了PD8及CMOS10等的电路元件的半导体基板上，形成布线构造层30及保护膜等。布线构造层30，具有使形成布线26、28等的多层的Al层和使这些Al层相互间绝缘的多个层间绝缘膜交互地层叠的构造。例如，作为布线构造层30，是将第1层间绝缘膜34、第1Al层36、第2层间绝缘膜38、第2Al层40、第3层间绝缘膜42、第3Al层44依次地层叠在半导体基板32上。例如，第1Al层36及第2Al层40被图案化，布线50、52等形成在电路部6上。另外，第3Al层44构成了对电路部6进行遮光的遮光膜。在布线构造层30上，依次地层叠TEOS(Tetra-ethoxy-silane)膜54及硅氮化膜(SiN膜)56。

在第1Al层36上形成的布线50，通过在其下的第1层间绝缘膜34等上打开的接触孔24，能够与阴极区域20、分离区域22、CMOS10的源极、漏极等相连接。另外，在第2Al层40上形成的布线52，通过在其下的第2层间绝缘膜38等上打开的接触孔，根据需要与下层的布线50连接。

与受光部4对应的区域的布线构造层30及其上的层叠，为了提高向PD8的光的入射效率而被深腐蚀(etch back)，在受光部4的位置上形成开口部58。这样，在受光部4中通过蚀刻使布线构造层30变薄，提高向硅基板32的光的透过率，谋求确保由激光反射光所引起的光电变换信号。