特開 2024-22173 受光素子の製造方法及び受光素子

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024022173

(43)【公開日】2024-02-16

(54)【発明の名称】受光素子の製造方法及び受光素子

(51)【国際特許分類】

   H01L 31/10 20060101AFI20240208BHJP

   H01L 27/144 20060101ALI20240208BHJP

【ＦＩ】

H01L31/10 A

H01L27/144 K

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022125561

(22)【出願日】2022-08-05

(71)【出願人】

【識別番号】000002130

【氏名又は名称】住友電気工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】木村 大資

【テーマコード（参考）】

4M118

5F149

5F849

【Ｆターム（参考）】

4M118AB01

4M118AB10

4M118CA02

4M118CB03

4M118EA01

4M118EA14

4M118GA02

5F149AA04

5F149AB07

5F149AB17

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5F149CB01

5F149CB14

5F149DA05

5F149DA27

5F149EA04

5F149EA07

5F149FA05

5F149FA13

5F149GA06

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5F149XB37

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5F849AA04

5F849AB07

5F849AB17

5F849BA05

5F849BB03

5F849CB01

5F849CB14

5F849DA05

5F849DA27

5F849EA04

5F849EA07

5F849FA05

5F849FA13

5F849GA06

5F849HA03

5F849HA12

5F849LA01

5F849XB18

5F849XB37

5F849XB51

(57)【要約】

【課題】リーク電流を低減できる受光素子の製造方法及び受光素子を提供する。
【解決手段】受光素子の製造方法は、基板の一方の面に第１コンタクト層を形成する工程と、前記第１コンタクト層の上に受光層を形成する工程と、前記受光層の上に第２コンタクト層を形成する工程と、前記第２コンタクト層、前記受光層及び前記第１コンタクト層の一部を除去し、前記第１コンタクト層が露出する第１溝を形成する工程と、前記第１溝に樹脂を埋め込む工程と、前記樹脂を埋め込む工程の後に、前記第２コンタクト層を除去し、画素を分離する第２溝を形成する工程と、を有する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板の一方の面に第１コンタクト層を形成する工程と、
前記第１コンタクト層の上に受光層を形成する工程と、
前記受光層の上に第２コンタクト層を形成する工程と、
前記第２コンタクト層、前記受光層及び前記第１コンタクト層の一部を除去し、前記第１コンタクト層が露出する第１溝を形成する工程と、
前記第１溝に樹脂を埋め込む工程と、
前記樹脂を埋め込む工程の後に、前記第２コンタクト層を除去し、画素を分離する第２溝を形成する工程と、
を有する、受光素子の製造方法。

【請求項2】

前記樹脂を埋め込む工程と前記第２溝を形成する工程との間に、前記樹脂の上に絶縁膜を形成する工程を更に有する、
請求項１に記載の受光素子の製造方法。

【請求項3】

前記第２溝を形成する工程の後に、ダメージ層を除去する工程を更に有する、
請求項１に記載の受光素子の製造方法。

【請求項4】

前記樹脂は、ベンゾシクロブテン樹脂又はポリイミド樹脂である、
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の受光素子の製造方法。

【請求項5】

基板と、
前記基板の一方の面に設けられた第１コンタクト層と、
前記第１コンタクト層の上に設けられた受光層と、
前記受光層の上に設けられた第２コンタクト層と、
前記第２コンタクト層、前記受光層及び前記第１コンタクト層の一部が除去され、前記第１コンタクト層が露出する第１溝と、
前記第１溝の内部の一部に設けられた樹脂と、
前記第２コンタクト層が除去された画素を分離する第２溝と、
を有する、受光素子。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、受光素子の製造方法及び受光素子に関する。

【背景技術】

【0002】

溝により分離された画素が２次元に配列された２次元アレイ型の受光素子が知られている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２０－４７６３９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

従来の受光素子では、電極引き出し部のメサを形成するためのエッチングマスク用のＳｉＮ膜又はＳｉＯ_２膜を成膜した際に生じた画素部のメサ界面ダメージが残ったままになり、リーク電流が大きくなる。

【0005】

本開示は、リーク電流を低減できる受光素子の製造方法及び受光素子を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の受光素子の製造方法は、基板の一方の面に第１コンタクト層を形成する工程と、前記第１コンタクト層の上に受光層を形成する工程と、前記受光層の上に第２コンタクト層を形成する工程と、前記第２コンタクト層、前記受光層及び前記第１コンタクト層の一部を除去し、前記第１コンタクト層が露出する第１溝を形成する工程と、前記第１溝に樹脂を埋め込む工程と、前記樹脂を埋め込む工程の後に、前記第２コンタクト層を除去し、画素を分離する第２溝を形成する工程と、を有する。

【発明の効果】

【0007】

本開示によれば、リーク電流を低減できる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、実施形態に係る受光素子を示す断面図である。

【図2】図２は、実施形態に係る受光素子を示す上面図である。

【図3】図３は、実施形態に係る受光素子の製造方法を示す断面図（その１）である。

【図4】図４は、実施形態に係る受光素子の製造方法を示す断面図（その２）である。

【図5】図５は、実施形態に係る受光素子の製造方法を示す断面図（その３）である。

【図6】図６は、実施形態に係る受光素子の製造方法を示す断面図（その４）である。

【図7】図７は、実施形態に係る受光素子の製造方法を示す断面図（その５）である。

【図8】図８は、実施形態に係る受光素子の製造方法を示す断面図（その６）である。

【図9】図９は、実施形態に係る受光素子の製造方法を示す断面図（その７）である。

【図10】図１０は、実施形態に係る受光素子の製造方法を示す断面図（その８）である。

【図11】図１１は、実施形態に係る受光素子の製造方法を示す断面図（その９）である。

【図12】図１２は、実施形態に係る受光素子の製造方法を示す断面図（その１０）である。

【図13】図１３は、実施形態に係る受光素子の製造方法を示す断面図（その１１）である。

【図14】図１４は、実施形態に係る受光素子の製造方法を示す断面図（その１２）である。

【図15】図１５は、実施形態に係る受光素子の製造方法を示す断面図（その１３）である。

【図16】図１６は、実施形態に係る受光素子の製造方法を示す断面図（その１４）である。

【図17】図１７は、実施形態に係る受光素子の製造方法を示す断面図（その１５）である。

【図18】図１８は、実施形態に係る受光素子の製造方法を示す断面図（その１６）である。

【図19】図１９は、実施形態に係る受光素子の製造方法を示す断面図（その１７）である。

【図20】図２０は、実施形態に係る受光素子の製造方法を示す断面図（その１８）である。

【図21】図２１は、実施形態に係る受光素子の製造方法を示す断面図（その１９）である。

【図22】図２２は、実施形態に係る受光素子の製造方法を示す断面図（その２０）である。

【図23】図２３は、実施形態に係る受光素子の製造方法を示す断面図（その２１）である。

【図24】図２４は、実施形態に係る受光素子の製造方法を示す断面図（その２２）である。

【図25】図２５は、実施形態に係る受光素子の製造方法を示す断面図（その２３）である。

【図26】図２６は、実施形態に係る受光素子の製造方法を示す断面図（その２４）である。

【図27】図２７は、実施形態に係る受光素子の製造方法を示す断面図（その２５）である。

【図28】図２８は、実施形態に係る受光素子の製造方法を示す断面図（その２６）である。

【図29】図２９は、実施形態に係る受光素子の製造方法を示す断面図（その２７）である。

【図30】図３０は、実施形態に係る受光素子の製造方法を示す断面図（その２８）である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

実施するための形態について、以下に説明する。

【0010】

［本開示の実施形態の説明］
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。以下の説明では、同一又は対応する要素には同一の符号を付し、それらについて同じ説明は繰り返さない。

【0011】

〔１〕 本開示の一態様に係る受光素子の製造方法は、基板の一方の面に第１コンタクト層を形成する工程と、前記第１コンタクト層の上に受光層を形成する工程と、前記受光層の上に第２コンタクト層を形成する工程と、前記第２コンタクト層、前記受光層及び前記第１コンタクト層の一部を除去し、前記第１コンタクト層が露出する第１溝を形成する工程と、前記第１溝に樹脂を埋め込む工程と、前記樹脂を埋め込む工程の後に、前記第２コンタクト層を除去し、画素を分離する第２溝を形成する工程と、を有する。この場合、第１溝を形成するためのエッチングマスク用のＳｉＮ膜又はＳｉＯ_２膜を成膜する際に、画素を形成するメサの側面が露出していない。このため、第１溝を形成するためのエッチングマスク用のＳｉＮ膜又はＳｉＯ_２膜の成膜時のメサの側面へのダメージを低減できる。その結果、リーク電流を低減できる。

【0012】

〔２〕 〔１〕において、前記樹脂を埋め込む工程と前記第２溝を形成する工程との間に、前記樹脂の上に絶縁膜を形成する工程を更に有してもよい。この場合、第２溝を形成する際に用いられるエッチングマスクを除去する際の樹脂のエッチングを抑制しやすい。

【0013】

〔３〕 〔１〕又は〔２〕において、前記第２溝を形成する工程の後に、ダメージ層を除去する工程を更に有してもよい。この場合、第２溝を形成する際に生じたダメージ層を除去できる。

【0014】

〔４〕 〔１〕～〔３〕において、前記樹脂は、ベンゾシクロブテン樹脂又はポリイミド樹脂であってよい。この場合、塗布により第１溝に樹脂を埋め込みやすい。

【0015】

〔５〕 本開示の他の一態様に係る受光素子は、基板と、前記基板の一方の面に設けられた第１コンタクト層と、前記第１コンタクト層の上に設けられた受光層と、前記受光層の上に設けられた第２コンタクト層と、前記第２コンタクト層、前記受光層及び前記第１コンタクト層の一部が除去され、前記第１コンタクト層が露出する第１溝と、前記第１溝の内部の一部に設けられた樹脂と、前記第２コンタクト層が除去された画素を分離する第２溝と、を有する。この場合、画素分離のための第２溝を電極引き出しのための第１溝よりも後に形成できる。これにより、第１溝を形成するためのエッチングマスク用のＳｉＮ膜又はＳｉＯ_２膜を成膜する際に、画素を形成するメサの側面が露出していない。このため、第１溝を形成するためのエッチングマスク用のＳｉＮ膜又はＳｉＯ_２膜の成膜時のメサの側面へのダメージを低減できる。その結果、リーク電流を低減できる。

【0016】

［本開示の実施形態の詳細］
以下、本開示の実施形態について詳細に説明するが、本開示はこれらに限定されるものではない。

【0017】

（受光素子）
図１及び図２を参照し、実施形態に係る受光素子１００について説明する。図１は、実施形態に係る受光素子１００を示す断面図である。図２は、実施形態に係る受光素子１００を示す上面図である。図１は、図２のII－II線矢視断面図である。受光素子１００は、近赤外光を検出する受光素子である。受光素子１００は、いわゆる裏面入射型受光素子である。図１に示されるように、受光素子１００は、基板１０を含む。

【0018】

基板１０は、例えばＩｎＰ基板である。基板１０は、不純物元素としてＦｅ（鉄）がドープされており半絶縁化されている。基板１０の厚さは、例えば５００μｍ～７００μｍである。基板１０は、例えば一辺の長さが２ｍｍ～１５ｍｍの矩形状を有する。基板１０は、第１主面１０ａと、第１主面１０ａと反対の第２主面１０ｂとを有する。第１主面１０ａの上には、ｎ型コンタクト層２１と、受光層２２と、ワイドギャップ層２３と、ｐ型コンタクト層２４とがこの順に設けられている。第２主面１０ｂには、反射防止膜８０が設けられている。反射防止膜８０は、例えばＳｉＮ膜により形成されている。

【0019】

ｎ型コンタクト層２１は、基板１０の上に設けられている。ｎ型コンタクト層２１は、ｎ－ＩｎＰにより形成されており、ｎ型となる不純物元素として珪素（Ｓｉ）が約２×１０^１８ｃｍ^－３の濃度でドープされている。ｎ型コンタクト層２１の厚さは、例えば１μｍ～３μｍである。

【0020】

受光層２２は、ｎ型コンタクト層２１の上に設けられている。受光層２２は、不純物元素がドープされていないＩｎ_０．５３Ｇａ_０．４７Ａｓにより形成されている。受光層２２の厚さは、例えば１μｍ～３μｍである。

【0021】

ワイドギャップ層２３は、受光層２２の上に設けられている。ワイドギャップ層２３は、例えばｎ型ワイドギャップ層２３ａと、ｐ型ワイドギャップ層２３ｂとを含む。ｎ型ワイドギャップ層２３ａは、ｎ－ＩｎＰにより形成されており、ｎ型となる不純物元素としてＳｉが約２×１０^１５ｃｍ^－３の濃度でドープされている。ｎ型ワイドギャップ層２３ａの厚さは、例えば０．２μｍ～０．８μｍである。ｐ型ワイドギャップ層２３ｂは、ｐ－ＩｎＰにより形成されており、ｐ型となる不純物元素として亜鉛（Ｚｎ）が約２×１０^１５ｃｍ^－３の濃度でドープされている。ｐ型ワイドギャップ層２３ｂの厚さは、例えば０．１μｍ～０．５μｍである。ｎ型ワイドギャップ層２３ａとｐ型ワイドギャップ層２３ｂとの界面には、ｐｎ接合が形成されている。

【0022】

ｐ型コンタクト層２４は、ワイドギャップ層２３の上に設けられている。ｐ型コンタクト層２４は、ｐ－ＩｎＧａＡｓにより形成されており、ｐ型となる不純物元素としてＺｎが約１×１０^１９ｃｍ^－３の濃度でドープされている。ｐ型コンタクト層２４の厚さは、例えば０．１μｍ～０．３μｍである。

【0023】

受光素子１００には、電極引き出しのための溝７１と、画素分離のための溝７２とが形成されている。

【0024】

溝７１は、ｐ型コンタクト層２４、ワイドギャップ層２３、受光層２２及びｎ型コンタクト層２１の一部を除去することにより形成されている。溝７１は、外周に沿って形成されている。溝７１は、底面においてｎ型コンタクト層２１が露出し、側面においてｎ型コンタクト層２１、受光層２２、ｎ型ワイドギャップ層２３ａ、ｐ型ワイドギャップ層２３ｂ及びｐ型コンタクト層２４が露出する。露出するｎ型コンタクト層２１の上と、ｎ型コンタクト層２１、受光層２２、ｎ型ワイドギャップ層２３ａ、ｐ型ワイドギャップ層２３ｂ及びｐ型コンタクト層の側面とには、第１パッシベーション膜４１が設けられている。第１パッシベーション膜４１は、例えば厚さが１００ｎｍ～４００ｎｍのＳｉＮ膜により形成されている。溝７１の内部には、樹脂５１が埋め込まれている。樹脂５１は、例えばベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）又はポリイミド樹脂であってよい。樹脂５１の上には、第２パッシベーション膜４２及び第３パッシベーション膜４３がこの順に設けられる。

【0025】

第１主面１０ａと直交する方向から見たとき、受光素子１００には、一部が溝７１と重なる溝７３が設けられている。溝７３は、第３パッシベーション膜４３、第２パッシベーション膜４２、樹脂５１及び第１パッシベーション膜４１を除去することにより形成されている。溝７３は、外周に沿って形成されている。溝７３は、底面においてｎ型コンタクト層２１が露出し、側面において第１パッシベーション膜４１、樹脂５１、第２パッシベーション膜４２及び第３パッシベーション膜４３が露出する。露出するｎ型コンタクト層２１の上と、第１パッシベーション膜４１、樹脂５１、第２パッシベーション膜４２及び第３パッシベーション膜４３の側面と、第３パッシベーション膜４３の上とには、ｎ電極６１が形成されている。ｎ電極６１は、例えばチタン（Ｔｉ）膜と白金（Ｐｔ）膜と金（Ａｕ）膜との積層膜により形成されている。

【0026】

溝７２は、ｐ型コンタクト層２４及びワイドギャップ層２３の一部を除去することにより形成されている。溝７２は、底面においてｎ型ワイドギャップ層２３ａが露出する。溝７２により分離されたメサ７０により、各々の画素が形成される。メサ７０におけるｐ型コンタクト層２４の上には、ｐ電極６２が形成されている。ｐ電極６２は、例えばＴｉ膜とＰｔ膜とＡｕ膜との積層膜により形成されている。露出するｐ型コンタクト層２４の上と、ワイドギャップ層２３及びｐ型コンタクト層２４の側面とには、第３パッシベーション膜４３が設けられている。ワイドギャップ層２３のｐｎ接合の側面は、第３パッシベーション膜４３と接触している。第３パッシベーション膜４３は、例えば厚さが１００ｎｍ～４００ｎｍのＳｉＮ膜により形成されている。

【0027】

以上に説明したように、実施形態に係る受光素子１００によれば、電極引き出しのための溝７１の内部の一部に樹脂５１が埋め込まれ、かつ画素分離のための溝７２には樹脂５１が埋め込まれていない構造を有する。この場合、画素分離のための溝７２を電極引き出しのための溝７１よりも後に形成できる。これにより、溝７１を形成するためのエッチングマスク用のＳｉＮ膜又はＳｉＯ_２膜を成膜する際に、画素を形成するメサ７０の側面が露出していない。このため、溝７１を形成するためのエッチングマスク用のＳｉＮ膜又はＳｉＯ_２膜の成膜時のメサ７０の側面へのダメージを低減できる。その結果、リーク電流を低減できる。

【0028】

（受光素子の製造方法）
図３～図２９を参照し、実施形態に係る受光素子１００の製造方法について説明する。

【0029】

まず、図３に示されるように、基板１０の第１主面１０ａに、エピタキシャル成長により、ｎ型コンタクト層２１、受光層２２、ワイドギャップ層２３及びｐ型コンタクト層２４をこの順に形成する。

【0030】

基板１０は、例えばＩｎＰ基板である。基板１０は、不純物元素としてＦｅがドープされており半絶縁化されている。基板１０の厚さは、例えば５００μｍ～７００μｍである。

【0031】

ｎ型コンタクト層２１は、ｎ－ＩｎＰにより形成されており、ｎ型となる不純物元素としてＳｉが約２×１０^１８ｃｍ^－３の濃度でドープされている。ｎ型コンタクト層２１の厚さは、例えば１μｍ～３μｍである。

【0032】

受光層２２は、不純物元素がドープされていないＩｎ_０．５３Ｇａ_０．４７Ａｓにより形成されている。受光層２２の厚さは、例えば１μｍ～３μｍである。

【0033】

ワイドギャップ層２３は、例えばｎ型ワイドギャップ層２３ａと、ｐ型ワイドギャップ層２３ｂとを含む。ｎ型ワイドギャップ層２３ａは、ｎ－ＩｎＰにより形成されており、ｎ型となる不純物元素としてＳｉが約２×１０^１５ｃｍ^－３の濃度でドープされている。ｎ型ワイドギャップ層２３ａの厚さは、例えば０．２μｍ～０．８μｍである。ｐ型ワイドギャップ層２３ｂは、ｐ－ＩｎＰにより形成されており、ｐ型となる不純物元素としてＺｎが約２×１０^１５ｃｍ^－３の濃度でドープされている。ｐ型ワイドギャップ層２３ｂの厚さは、例えば０．１μｍ～０．５μｍである。ｎ型ワイドギャップ層２３ａとｐ型ワイドギャップ層２３ｂとの界面には、ｐｎ接合が形成されている。

【0034】

ｐ型コンタクト層２４は、ｐ－ＩｎＧａＡｓにより形成されており、ｐ型となる不純物元素としてＺｎが約１×１０^１９ｃｍ^－３の濃度でドープされている。ｐ型コンタクト層２４の厚さは、例えば０．１μｍ～０．３μｍである。

【0035】

次に、基板１０の外周に沿って電極引き出しのための溝７１を形成する。まず、図４に示されるように、ｐ型コンタクト層２４の上に、プラズマＣＶＤ（chemical vapor deposition）によりＳｉＮ膜３１を成膜する。ＳｉＮ膜３１の厚さは、例えば０．６μｍ～２μｍである。ＳｉＮ膜３１の代わりにＳｉＯ_２膜を用いてもよい。この後、成膜されたＳｉＮ膜３１の上に、フォトレジストを塗布し、露光装置による露光、現像を行うことにより、レジストパターン３２を形成する。レジストパターン３２の厚さは、例えば１μｍ～４μｍである。レジストパターン３２は、溝７１が形成される領域に開口部３２ａを有する。

【0036】

次に、図５に示されるように、フッ素系ガスを用いたドライエッチングにより、レジストパターン３２の開口部３２ａにおけるＳｉＮ膜３１を除去し、ＳｉＮ膜３１によりエッチングマスクを形成する。フッ素系ガスは、例えばＣＦ_４ガス、ＳＦ_６ガスである。

【0037】

次に、図６に示されるように、レジストパターン３２を有機溶剤等により除去する。

【0038】

次に、図７に示されるように、ハロゲン系ガスを用いたドライエッチングにより、ＳｉＮ膜３１が除去された領域のｐ型コンタクト層２４、ｐ型ワイドギャップ層２３ｂ、ｎ型ワイドギャップ層２３ａ、受光層２２及びｎ型コンタクト層２１の一部を除去し、溝７１を形成する。溝７１は、底面においてｎ型コンタクト層２１が露出し、側面においてｎ型コンタクト層２１、受光層２２、ｎ型ワイドギャップ層２３ａ、ｐ型ワイドギャップ層２３ｂ及びｐ型コンタクト層２４が露出する。ｎ型コンタクト層２１、受光層２２、ｎ型ワイドギャップ層２３ａ、ｐ型ワイドギャップ層２３ｂ及びｐ型コンタクト層２４の露出面には、ドライエッチングにより図示しないダメージ層が生じうる。ハロゲン系ガスは、例えばＣｌ_２ガス、ＳｉＣｌ_４ガスである。

【0039】

次に、図８に示されるように、塩酸系のエッチング液により、溝７１を形成する際に生じたダメージ層を除去する。この場合、溝７１を形成する際に生じたダメージ層を除去できる。このとき、溝７１の底面においてｎ型コンタクト層２１が残るようにする。塩酸系のエッチング液は、例えばＨＣｌである。

【0040】

次に、図９に示されるように、バッファードフッ酸を用いたウェットエッチングにより、ＳｉＮ膜３１を除去する。

【0041】

次に、図１０に示されるように、ｐ型コンタクト層２４の上、溝７１の底面及び側面に、プラズマＣＶＤにより第１パッシベーション膜４１を成膜する。第１パッシベーション膜４１は、例えばＳｉＮ膜である。ＳｉＮ膜の代わりにＳｉＯ_２膜を用いてもよい。第１パッシベーション膜４１の厚さは、例えば１００ｎｍ～４００ｎｍである。

【0042】

次に、図１１に示されるように、第１パッシベーション膜４１の上に、スピン塗布により樹脂５１を塗布し、溝７１に樹脂５１を埋め込む。このとき、溝７１が樹脂５１で完全に埋まるようにする。この後、樹脂５１を熱硬化させる。樹脂５１は、例えばＢＣＢ樹脂又はポリイミド樹脂であってよい。この場合、塗布により溝７１に樹脂５１を埋め込みやすい。

【0043】

次に、図１２に示されるように、フッ素系ガスと酸素ガスとの混合ガスを用いたドライエッチングにより、ｐ型コンタクト層２４の上の樹脂５１を除去し、第１パッシベーション膜４１を露出させる。これにより、第１パッシベーション膜４１の上面と樹脂５１の上面とが面一又は略面一となる。フッ素系ガスは、例えばＣＦ_４ガス、ＳＦ_６ガスである。

【0044】

次に、図１３に示されるように、第１パッシベーション膜４１の上及び樹脂５１の上に、プラズマＣＶＤにより第２パッシベーション膜４２を成膜する。この場合、溝７２を形成する際に用いられるエッチングマスク用のＳｉＮ膜３４を除去する際の樹脂５１のエッチングを抑制しやすい。第２パッシベーション膜４２は、例えばＳｉＮ膜である。ＳｉＮ膜の代わりにＳｉＯ_２膜を用いてもよい。第２パッシベーション膜４２の厚さは、例えば５０ｎｍ～２００ｎｍである。

【0045】

次に、図１４に示されるように、第２パッシベーション膜４２の上に、フォトレジストを塗布し、露光装置による露光、現像を行うことにより、レジストパターン３３を形成する。レジストパターン３３の厚さは、例えば１μｍ～２μｍである。レジストパターン３３は、溝７１の上を除く領域に開口部３３ａを有する。

【0046】

次に、図１５に示されるように、バッファードフッ酸を用いたウェットエッチングにより、レジストパターン３３の開口部３３ａにおける第１パッシベーション膜４１及び第２パッシベーション膜４２を除去する。

【0047】

次に、図１６に示されるように、レジストパターン３３を有機溶剤等により除去する。

【0048】

次に、画素分離のための溝７２を形成する。まず、図１７に示されるように、ｐ型コンタクト層２４の上と、第１パッシベーション膜４１の側面と、第２パッシベーション膜４２の上および側面とに、プラズマＣＶＤによりＳｉＮ膜３４を成膜する。ＳｉＮ膜３４は、例えばバッファードフッ酸に対するエッチングレートが第１パッシベーション膜４１および第２パッシベーション膜４２よりも大きい膜である。例えば、ＳｉＮ膜３４の成膜温度を第１パッシベーション膜４１および第２パッシベーション膜４２の成膜温度よりも低くすることにより、バッファードフッ酸に対するエッチングレートが第１パッシベーション膜４１および第２パッシベーション膜４２よりも大きいＳｉＮ膜３４を成膜できる。ＳｉＮ膜３４は、例えばバッファードフッ酸に対するエッチングレートが第１パッシベーション膜４１および第２パッシベーション膜の２倍以上大きい膜であってよい。ＳｉＮ膜３４の代わりにＳｉＯ_２膜を用いてもよい。

【0049】

次に、図１８に示されるように、ＳｉＮ膜３４の上に、フォトレジストを塗布し、露光装置による露光、現像を行うことにより、レジストパターン３５を形成する。このとき、溝７１が樹脂５１で埋め込まれているため、厚さの薄いレジストパターン３５を使用できる。このため、寸法精度よく開口部３５ａを形成できる。結果として、溝７２により分離されて画素を形成するメサ７０を寸法精度よく形成できる。これに対し、溝７１が樹脂５１で埋め込まれていない場合、溝７１の底面及び側面を覆うようにフォトレジストを塗布する必要がある。このため、フォトレジストに寸法精度よく開口部を形成することが困難である。レジストパターン３５の厚さは、例えば１μｍ～２μｍである。レジストパターン３５は、溝７２が形成される領域に開口部３５ａを有する。

【0050】

次に、図１９に示されるように、フッ素系ガスを用いたドライエッチングにより、レジストパターン３５の開口部３５ａにおけるＳｉＮ膜３４を除去し、ＳｉＮ膜３４によりエッチングマスクを形成する。フッ素系ガスは、例えばＣＦ_４ガス、ＳＦ_６ガスである。

【0051】

次に、図２０に示されるように、レジストパターン３５を有機溶剤等により除去する。

【0052】

次に、図２１に示されるように、ハロゲン系ガスを用いたドライエッチングにより、ＳｉＮ膜３４が除去された領域のｐ型コンタクト層２４、ｐ型ワイドギャップ層２３ｂ及びｎ型ワイドギャップ層２３ａの一部を除去し、溝７２を形成する。溝７２は、底面においてｎ型ワイドギャップ層２３ａが露出し、側面においてｎ型ワイドギャップ層２３ａ、ｐ型ワイドギャップ層２３ｂ及びｐ型コンタクト層２４が露出する。溝７２により分離されたメサ７０により、各々の画素が形成される。ｎ型ワイドギャップ層２３ａ、ｐ型ワイドギャップ層２３ｂ及びｐ型コンタクト層２４の露出面には、ドライエッチングにより図示しないダメージ層が生じうる。ハロゲン系ガスは、例えばＣｌ_２ガス、ＳｉＣｌ_４ガスである。

【0053】

次に、図２２に示されるように、塩酸系のエッチング液により、溝７２を形成する際に生じたダメージ層を除去する。この場合、溝７２を形成する際に生じたダメージ層を除去できる。このとき、溝７２の底面においてｎ型ワイドギャップ層２３ａが残るようにする。塩酸系のエッチング液は、例えばＨＣｌである。

【0054】

次に、図２３に示されるように、バッファードフッ酸を用いたウェットエッチングにより、ＳｉＮ膜３４を除去する。このとき、溝７１の底面および側面に形成された第１パッシベーション膜４１と、樹脂５１の上に形成された第２パッシベーション膜４２とが残るようにする。例えば、ＳｉＮ膜３４がバッファードフッ酸に対するエッチングレートが第１パッシベーション膜４１および第２パッシベーション膜４２の２倍以上大きい膜である場合、オーバーエッチングを考慮しても第２パッシベーション膜４２を残すことが容易である。

【0055】

次に、図２４に示されるように、ｐ型コンタクト層２４の上と、第１パッシベーション膜４１の側面と、第２パッシベーション膜４２の上および側面と、溝７２の底面及び側面とに、プラズマＣＶＤにより第３パッシベーション膜４３を成膜する。このとき、ｎ型ワイドギャップ層２３ａ、ｐ型ワイドギャップ層２３ｂ及びｐ型コンタクト層２４の露出面のダメージ層が除去されかつダメージがない状態のまま第３パッシベーション膜４３を成膜できるので、リーク電流を低減できる。一方、画素を形成する溝７２を形成した後に電極引き出しのための溝７１を形成する場合、ダメージ層が除去された後に、溝７１を形成するためのエッチングマスク用のＳｉＮ膜又はＳｉＯ_２膜を成膜する。このため、エッチングマスク用のＳｉＮ膜又はＳｉＯ_２膜の成膜時に、画素を形成するメサ７０の側面（ｎ型ワイドギャップ層２３ａ、ｐ型ワイドギャップ層２３ｂ及びｐ型コンタクト層２４の露出面）にダメージが生じ、生じたダメージが残ったままになる。その結果、リーク電流が大きくなる。なお、溝７１を形成した後であり、かつ溝７２を覆うパッシベーション膜を成膜する前にダメージ層を除去しようとすると、メサ７０の上面が露出しているため、ｐ型コンタクト層２４の一部又は全部がエッチングされるため、ダメージ層を除去できない。第３パッシベーション膜４３は、例えばＳｉＮ膜である。ＳｉＮ膜の代わりにＳｉＯ_２膜を用いてもよい。第３パッシベーション膜４３の厚さは、例えば１００ｎｍ～４００ｎｍである。

【0056】

次に、図２５に示されるように、第３パッシベーション膜４３の上に、フォトレジストを塗布し、露光装置による露光、現像を行うことにより、レジストパターン３６を形成する。レジストパターン３６は、ｎ電極６１が形成される領域に開口部３６ａを有する。第１主面１０ａと直交する方向から見たとき、例えば開口部３６ａは樹脂５１が設けられた領域の少なくとも一部と重なる位置に形成される。開口部３６ａの幅は、例えば溝７１の幅よりも狭くてよい。

【0057】

次に、図２６に示されるように、フッ素系ガスを用いたドライエッチングにより、レジストパターン３６の開口部３６ａにおける第３パッシベーション膜４３、第２パッシベーション膜４２、樹脂５１及び第１パッシベーション膜４１を除去する。これにより、溝７３が形成される。開口部３６ａの幅は溝７１の幅よりも狭いため、溝７３の両側には第１パッシベーション膜４１及び樹脂５１が残る。このため、ｎ型コンタクト層２１、受光層２２、ｎ型ワイドギャップ層２３ａ、ｐ型ワイドギャップ層２３ｂ及びｐ型コンタクト層２４の側面がドライエッチングの際にフッ素系ガスに晒されない。その結果、ｎ型コンタクト層２１、受光層２２、ｎ型ワイドギャップ層２３ａ、ｐ型ワイドギャップ層２３ｂ及びｐ型コンタクト層２４の側面はダメージを受けない。溝７３は、底面においてｎ型コンタクト層２１が露出し、側面において第１パッシベーション膜４１、樹脂５１、第２パッシベーション膜４２及び第３パッシベーション膜４３が露出する。フッ素系ガスは、例えばＣＦ_４ガス、ＳＦ_６ガスである。

【0058】

次に、図２７に示されるように、レジストパターン３６を有機溶剤等により除去する。

【0059】

次に、図２８に示されるように、メサ７０における第３パッシベーション膜４３の一部を除去し、ｐ型コンタクト層２４を露出させる。具体的には、第３パッシベーション膜４３の上に、フォトレジストを塗布し、露光装置による露光、現像を行うことにより、不図示のレジストパターンを形成する。レジストパターンは、ｐ電極６２が形成される領域に開口部を有しており、レジストパターンの開口部における第３パッシベーション膜４３をドライエッチングにより除去し、ｐ型コンタクト層２４の表面を露出させる。

【0060】

次に、図２９に示されるように、ｎ型コンタクト層２１の上、溝７３の側面及び外周のメサ７４における第３パッシベーション膜４３の上にｎ電極６１を形成し、メサ７０におけるｐ型コンタクト層２４の上にｐ電極６２を形成する。ｎ電極６１及びｐ電極６２は、リフトオフ法により形成する。具体的には、各々の電極が形成される領域に開口部を有するレジストパターンを形成し、ＥＢ蒸着により金属膜を成膜した後、有機溶剤等に浸漬させることにより、レジストパターンと共にレジストパターンの上の金属膜を除去することにより形成する。ｎ電極６１及びｐ電極６２は、例えばＴｉ膜とＰｔ膜とＡｕ膜との積層膜により形成されている。

【0061】

次に、図３０に示されるように、基板１０の第２主面１０ｂに、プラズマＣＶＤにより、反射防止膜８０を形成する。反射防止膜８０は、例えばＳｉＮ膜である。ＳｉＮ膜の代わりにＳｉＯＮ膜を用いてもよい。以上により、実施形態に係る受光素子１００を製造できる。

【0062】

以上に説明したように、実施形態に係る受光素子１００の製造方法によれば、画素分離のための溝７２を電極引き出しのための溝７１よりも後に形成する。この場合、溝７１を形成するためのエッチングマスク用のＳｉＮ膜又はＳｉＯ_２膜を成膜する際に、画素を形成するメサ７０の側面が露出していない。このため、溝７１を形成するためのエッチングマスク用のＳｉＮ膜又はＳｉＯ_２膜の成膜時のメサ７０の側面へのダメージを低減できる。その結果、リーク電流を低減できる。

【0063】

上記の実施形態では、受光素子１００が２次元アレイ型である場合を説明したが、本開示はこれに限定されない。例えば、受光素子１００は溝７２により分離された画素が１次元に配列されたものであってもよい。

【0064】

以上、実施形態について詳述したが、特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。

【符号の説明】

【0065】

１０ 基板
１０ａ 第１主面
１０ｂ 第２主面
２１ ｎ型コンタクト層
２２ 受光層
２３ ワイドギャップ層
２３ａ ｎ型ワイドギャップ層
２３ｂ ｐ型ワイドギャップ層
２４ ｐ型コンタクト層
３１ ＳｉＮ膜
３２ レジストパターン
３２ａ 開口部
３３ レジストパターン
３３ａ 開口部
３４ ＳｉＮ膜
３５ レジストパターン
３５ａ 開口部
３６ レジストパターン
３６ａ 開口部
４１ 第１パッシベーション膜
４２ 第２パッシベーション膜
４３ 第３パッシベーション膜
５１ 樹脂
６１ ｎ電極
６２ ｐ電極
７０ メサ
７１ 溝
７２ 溝
７３ 溝
７４ メサ
８０ 反射防止膜
１００ 受光素子

【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16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】

【図29】

【図30】