JP2001230444A - フォトダイオードアレイ素子 - Google Patents
フォトダイオードアレイ素子Info
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- JP2001230444A JP2001230444A JP2000034928A JP2000034928A JP2001230444A JP 2001230444 A JP2001230444 A JP 2001230444A JP 2000034928 A JP2000034928 A JP 2000034928A JP 2000034928 A JP2000034928 A JP 2000034928A JP 2001230444 A JP2001230444 A JP 2001230444A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電流出力の揺らぎを防止するとともに、光の
当たる位置やバイアス電圧に制限のないフォトダイオー
ドアレイ素子を提供する。 【解決手段】 複数のフォトダイオードが並列に形成さ
れたフォトダイオードアレイ素子において、隣合うフォ
トダイオードの間に光遮蔽部材を設け、また、光を照射
される側の電極の長辺に沿って接触する導電部材を形成
した。
当たる位置やバイアス電圧に制限のないフォトダイオー
ドアレイ素子を提供する。 【解決手段】 複数のフォトダイオードが並列に形成さ
れたフォトダイオードアレイ素子において、隣合うフォ
トダイオードの間に光遮蔽部材を設け、また、光を照射
される側の電極の長辺に沿って接触する導電部材を形成
した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光電検出器、特に、
分光光度計において、検出機構として用いられているフ
ォトダイオードアレイ素子に関するものである。
分光光度計において、検出機構として用いられているフ
ォトダイオードアレイ素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】分光光度計は、サンプル（試料）を通過
するように向けられた光のスペクトル強度を分析するこ
とによって、サンプルの化学的組成を決定する機器であ
る。光は、分光光度計によって、スペクトル成分に分割
され、そして、光度測定をおこなうことにより、サンプ
ルがビームのどのスペクトル成分を吸収されたかを決定
する。
するように向けられた光のスペクトル強度を分析するこ
とによって、サンプルの化学的組成を決定する機器であ
る。光は、分光光度計によって、スペクトル成分に分割
され、そして、光度測定をおこなうことにより、サンプ
ルがビームのどのスペクトル成分を吸収されたかを決定
する。
【０００３】光ビームは、種々の装置（例えば、プリズ
ム、回折格子、ホログラムなど）を用いて、各スペクト
ル成分に分割することができる。分割された光は、周波
数の順に並べられ、離間したスペクトル帯に分離する傾
向がある。これらスペクトル帯の相対強度を解析するこ
とによって、サンプルの化学的性質を推定することがで
きる。
ム、回折格子、ホログラムなど）を用いて、各スペクト
ル成分に分割することができる。分割された光は、周波
数の順に並べられ、離間したスペクトル帯に分離する傾
向がある。これらスペクトル帯の相対強度を解析するこ
とによって、サンプルの化学的性質を推定することがで
きる。
【０００４】図６はこのような分光光度計に用いられる
フォトダイオードアレイ素子の部分拡大斜視図、図７は
図６のＸ−Ｘ断面図である。これらの図において、１は
ｎ+−ＩｎＰからなり、厚さ５００μm程度の基板であ
る。この基板1の一方の面（図の下方）にはカソード電
極２が形成されている。
フォトダイオードアレイ素子の部分拡大斜視図、図７は
図６のＸ−Ｘ断面図である。これらの図において、１は
ｎ+−ＩｎＰからなり、厚さ５００μm程度の基板であ
る。この基板1の一方の面（図の下方）にはカソード電
極２が形成されている。
【０００５】基板１の他方の面（図の上方）にはｎ−Ｉ
ｎＧａＡｓからなり、厚さ２．５μm程度の受光層３が
形成されている。そして、この受光層３の上面に不純物
４を拡散すべき厚さ１μm程度のｎ−ＩｎＰ拡散層５が
形成されており、この例では不純物としてＰ型拡散を行
ったものを示している。
ｎＧａＡｓからなり、厚さ２．５μm程度の受光層３が
形成されている。そして、この受光層３の上面に不純物
４を拡散すべき厚さ１μm程度のｎ−ＩｎＰ拡散層５が
形成されており、この例では不純物としてＰ型拡散を行
ったものを示している。
【０００６】以下、不純物４が拡散された領域をアノー
ド４ａという。６は不純物拡散により形成された空乏
層、７は拡散層５上に形成された反射防止膜、９は切換
えスイッチとして機能するマルチプレクサである。な
お、不純物４の拡散幅（ｄ）は例えば３０〜４０μｍ、
隣接する不純物４との間隔（ｅ）は１０μｍ程度であ
る。
ド４ａという。６は不純物拡散により形成された空乏
層、７は拡散層５上に形成された反射防止膜、９は切換
えスイッチとして機能するマルチプレクサである。な
お、不純物４の拡散幅（ｄ）は例えば３０〜４０μｍ、
隣接する不純物４との間隔（ｅ）は１０μｍ程度であ
る。
【０００７】このようなフォトダイオードアレイ素子
（以下、単にＰＤＡという）に分光された光を照射する
と各フォトダイオード（以下、単にＰＤという）は所定
の幅の波長域に応じた光電変換を行う。
（以下、単にＰＤＡという）に分光された光を照射する
と各フォトダイオード（以下、単にＰＤという）は所定
の幅の波長域に応じた光電変換を行う。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
ＰＤＡを高密度に形成しようとすると、空乏層６の横方
向への広がりによる影響で隣合うＰＤの間に入った光は
電界の中立点を境にどちらのＰＤに引き込まれるかが確
定されず電流出力に揺らぎが生じるという問題があっ
た。
ＰＤＡを高密度に形成しようとすると、空乏層６の横方
向への広がりによる影響で隣合うＰＤの間に入った光は
電界の中立点を境にどちらのＰＤに引き込まれるかが確
定されず電流出力に揺らぎが生じるという問題があっ
た。
【０００９】また、このようなＰＤＡではアノード電極
８はアノード４ａの一端に接した状態で接続される。そ
して、光がアノード４ａに当たるとそれにより発生した
電荷はＰ型拡散層を通りアノード電極８へと流れる。こ
こで、図８に示すように短冊状のアノード４ａの受光面
の領域を長辺の一方の側から電極側へＡ，Ｂ，Ｃとした
場合、Ｐ層と電極が最も近いＣ領域で光電変換された電
流による電圧降下が低くなる。
８はアノード４ａの一端に接した状態で接続される。そ
して、光がアノード４ａに当たるとそれにより発生した
電荷はＰ型拡散層を通りアノード電極８へと流れる。こ
こで、図８に示すように短冊状のアノード４ａの受光面
の領域を長辺の一方の側から電極側へＡ，Ｂ，Ｃとした
場合、Ｐ層と電極が最も近いＣ領域で光電変換された電
流による電圧降下が低くなる。
【００１０】即ち、アノード４ａ（Ｐ層）の抵抗は例え
ば数１００Ω／□程度であり、この抵抗による損失は光
学特性（リニアリティ誤差）の劣化を招く。従って、光
の当たる位置の制限やバイアス電圧に制限が必要とな
る。等の問題があった。
ば数１００Ω／□程度であり、この抵抗による損失は光
学特性（リニアリティ誤差）の劣化を招く。従って、光
の当たる位置の制限やバイアス電圧に制限が必要とな
る。等の問題があった。
【００１１】本発明は上記課題を解決するためになされ
たもので、電流出力に揺らぎが生じたり、光の当たる位
置やバイアス電圧に制限のないＰＤＡを提供することを
目的としている。
たもので、電流出力に揺らぎが生じたり、光の当たる位
置やバイアス電圧に制限のないＰＤＡを提供することを
目的としている。
【課題を解決するための手段】このような問題点を解決
するために、請求項１においては、複数のフォトダイオ
ードが並列に形成されたフォトダイオードアレイ素子に
おいて、隣合うフォトダイオードの間に光遮蔽部材を設
けたことを特徴とする。
するために、請求項１においては、複数のフォトダイオ
ードが並列に形成されたフォトダイオードアレイ素子に
おいて、隣合うフォトダイオードの間に光遮蔽部材を設
けたことを特徴とする。
【００１２】請求項２においては請求項１記載のフォト
ダイオードアレイ素子において、フォトダイオードは短
冊状に形成され、光遮蔽部材は隣合うフォトダイオード
の電界中立点を覆って形成されたことを特徴とする。
ダイオードアレイ素子において、フォトダイオードは短
冊状に形成され、光遮蔽部材は隣合うフォトダイオード
の電界中立点を覆って形成されたことを特徴とする。
【００１３】請求項３においては請求項１又は２記載の
フォトダイオードアレイ素子において、複数のフォトダ
イオードは一つの基板上に並列に短冊状に形成され、光
を照射される側の電極の長辺に沿って接触する導電部材
を形成したことを特徴とする。
フォトダイオードアレイ素子において、複数のフォトダ
イオードは一つの基板上に並列に短冊状に形成され、光
を照射される側の電極の長辺に沿って接触する導電部材
を形成したことを特徴とする。
【００１４】請求項４においては請求項１又は２記載の
フォトダイオードアレイ素子におい光遮蔽部材を導電部
材とし、光を照射される側の電極の長辺に沿って接触さ
せて形成したことを特徴とする。
フォトダイオードアレイ素子におい光遮蔽部材を導電部
材とし、光を照射される側の電極の長辺に沿って接触さ
せて形成したことを特徴とする。
【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明を詳細
に説明する。 図１（ａ，ｂ）は本発明の請求項１，２に関する実施形
態の一例を示す拡大斜視図、図２は図１のＸ−Ｘ断面図
である。これらの図において、図６，７と同一要素には
同一符号を付している。図１，２において、１０は光遮
蔽部材であり、隣合うＰＤに沿ってこれらＰＤの間に、
例えば厚さ１μｍ、幅５μｍ程度に形成されている。
に説明する。 図１（ａ，ｂ）は本発明の請求項１，２に関する実施形
態の一例を示す拡大斜視図、図２は図１のＸ−Ｘ断面図
である。これらの図において、図６，７と同一要素には
同一符号を付している。図１，２において、１０は光遮
蔽部材であり、隣合うＰＤに沿ってこれらＰＤの間に、
例えば厚さ１μｍ、幅５μｍ程度に形成されている。
【００１５】この光遮蔽部材１０は単に帯状に形成して
もよく、図１（ｂ）に示すようにアノード電極８ａを接
続する側の対辺側を接続した状態で形成しても良く、要
は隣合うＰＤ同士の出力に揺らぎなどが生じないように
ものであればよい。図１（ｂ）の構成によれば全てのＰ
Ｄのアノード４ａ側の電位を適切な電位にすることが可
能である。なお、光遮蔽部材１０は反射防止膜７の上に
通常の半導体技術を用いて形成することが可能である。
もよく、図１（ｂ）に示すようにアノード電極８ａを接
続する側の対辺側を接続した状態で形成しても良く、要
は隣合うＰＤ同士の出力に揺らぎなどが生じないように
ものであればよい。図１（ｂ）の構成によれば全てのＰ
Ｄのアノード４ａ側の電位を適切な電位にすることが可
能である。なお、光遮蔽部材１０は反射防止膜７の上に
通常の半導体技術を用いて形成することが可能である。
【００１６】図３は本発明の請求項３に関する実施形態
の一例を示す拡大斜視図である。図において、１０は光
遮蔽部材、２０は帯状の導電部材であり、この導電部材
２０は短冊状に形成されたアノード４ａに沿って接触し
た状態で形成され一端はDで示す点でアノード電極８に
接続されている。
の一例を示す拡大斜視図である。図において、１０は光
遮蔽部材、２０は帯状の導電部材であり、この導電部材
２０は短冊状に形成されたアノード４ａに沿って接触し
た状態で形成され一端はDで示す点でアノード電極８に
接続されている。
【００１７】ここで図４（ａ，ｂ）を用いて入力パワー
（光エネルギー）に対するダイナミックレンジ（リニア
リティ誤差）について説明する。図４（ａ）はＰＤに光
を照射したときの等価回路図で、Ｒは各領域における抵
抗の総和である。図４（ｂ）はＰＤのＩ−Ｖ特性であ
る。
（光エネルギー）に対するダイナミックレンジ（リニア
リティ誤差）について説明する。図４（ａ）はＰＤに光
を照射したときの等価回路図で、Ｒは各領域における抵
抗の総和である。図４（ｂ）はＰＤのＩ−Ｖ特性であ
る。
【００１８】図４（ｂ）において、光が当たっていない
ときバイアス点はにある。次に光が当たるとＩ−Ｖ特
性は負荷線Ｒに沿ってへ移動する。更に大きな光が入
射するとに移動しＰＤの特性変化点を超える。そのた
め出力の直線性が保てなってリニアリティ誤差の原因と
なる。直線性を保つためには初期バイアス（−Ｖ）を高
くすれば良いが暗電流の増加を招くので限界がある。
ときバイアス点はにある。次に光が当たるとＩ−Ｖ特
性は負荷線Ｒに沿ってへ移動する。更に大きな光が入
射するとに移動しＰＤの特性変化点を超える。そのた
め出力の直線性が保てなってリニアリティ誤差の原因と
なる。直線性を保つためには初期バイアス（−Ｖ）を高
くすれば良いが暗電流の増加を招くので限界がある。
【００１９】そのためには抵抗Ｒを小さくすれば良い。
通常Ｐ層の比抵抗は数１００Ω／□あり、例えば３０×
３００μmのＰ層の場合、その抵抗は最端部では数ＫΩ
となる。従ってバイアス電圧−１Ｖの場合そのリニアリ
ティ誤差の許容光電流は（例えばＰ層の抵抗を５ＫΩと
すると）２００μＡとなる。
通常Ｐ層の比抵抗は数１００Ω／□あり、例えば３０×
３００μmのＰ層の場合、その抵抗は最端部では数ＫΩ
となる。従ってバイアス電圧−１Ｖの場合そのリニアリ
ティ誤差の許容光電流は（例えばＰ層の抵抗を５ＫΩと
すると）２００μＡとなる。
【００２０】これに対し、導電部材をアノード４ａに沿
って接触させて形成すると例えば金属の抵抗は１Ω／□
以下になるので許容電流を制限する抵抗としてはコンタ
クト抵抗が主なものとなる。そのため、光の当たる場所
による影響は無視することができ、リニアリティ許容電
流はコンタクト抵抗による電圧ロスできまり、コンタク
トの改善により数１０ｍＡの電流を得ることも可能とな
る。
って接触させて形成すると例えば金属の抵抗は１Ω／□
以下になるので許容電流を制限する抵抗としてはコンタ
クト抵抗が主なものとなる。そのため、光の当たる場所
による影響は無視することができ、リニアリティ許容電
流はコンタクト抵抗による電圧ロスできまり、コンタク
トの改善により数１０ｍＡの電流を得ることも可能とな
る。
【００２１】このように光遮蔽部材１０とアノード４ａ
に沿って導電部材２０を設けることにより、電流出力の
揺らぎを防止するとともに、光の当たる位置やバイアス
電圧に制限のないＰＤＡを実現することができる。
に沿って導電部材２０を設けることにより、電流出力の
揺らぎを防止するとともに、光の当たる位置やバイアス
電圧に制限のないＰＤＡを実現することができる。
【００２２】図５は請求項４に関する実施形態の一例を
示す拡大斜視図である。この例では光遮蔽部材１０を導
電体で形成し、その一部をアノード４ａに沿って接触さ
せている。このような構成においても図３に示すＰＤＡ
と同様の効果を得ることができ、さらに図３に示す導電
体２０を形成する工程を省略することができる。
示す拡大斜視図である。この例では光遮蔽部材１０を導
電体で形成し、その一部をアノード４ａに沿って接触さ
せている。このような構成においても図３に示すＰＤＡ
と同様の効果を得ることができ、さらに図３に示す導電
体２０を形成する工程を省略することができる。
【００２３】本発明の以上の説明は、説明および例示を
目的として特定の好適な実施例を示したに過ぎない。し
たがって本発明はその本質から逸脱せずに多くの変更、
変形をなし得ることは当業者に明らかである。特許請求
の範囲の欄の記載により定義される本発明の範囲は、そ
の範囲内の変更、変形を包含するものとする。
目的として特定の好適な実施例を示したに過ぎない。し
たがって本発明はその本質から逸脱せずに多くの変更、
変形をなし得ることは当業者に明らかである。特許請求
の範囲の欄の記載により定義される本発明の範囲は、そ
の範囲内の変更、変形を包含するものとする。
【００２４】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、複
数のフォトダイオードが並列に形成されたフォトダイオ
ードアレイ素子において、隣合うフォトダイオードの間
に光遮蔽部材を設け、また、光を照射される側の電極の
長辺に沿って接触する導電部材を形成したので、電流出
力の揺らぎを防止するとともに、光の当たる位置やバイ
アス電圧に制限のないＰＤＡを実現することができる。
数のフォトダイオードが並列に形成されたフォトダイオ
ードアレイ素子において、隣合うフォトダイオードの間
に光遮蔽部材を設け、また、光を照射される側の電極の
長辺に沿って接触する導電部材を形成したので、電流出
力の揺らぎを防止するとともに、光の当たる位置やバイ
アス電圧に制限のないＰＤＡを実現することができる。
【００２５】
【図１】本発明のフォトダイオードアレイ素子の実施形
態の一例を示す斜視図である。
態の一例を示す斜視図である。
【図２】図１に示すフォトダイオードアレイ素子のＸ−
Ｘ断面図である。
Ｘ断面図である。
【図３】本発明のフォトダイオードアレイ素子の他の実
施形態の一例を示す斜視図である。
施形態の一例を示す斜視図である。
【図４】入力パワーに対するダイナミックレンジ（リニ
アリティ誤差）の説明図である。
アリティ誤差）の説明図である。
【図５】本発明のフォトダイオードアレイ素子の他の実
施形態の一例を示す斜視図である。
施形態の一例を示す斜視図である。
【図６】従来のフォトダイオードアレイ素子の一例を示
す斜視図である。
す斜視図である。
【図７】図６に示す従来のフォトダイオードアレイ素子
のＸ−Ｘ断面図である。
のＸ−Ｘ断面図である。
【図８】ＰＤの照射部位によって異なる電流抵抗の説明
図である。
図である。
１ 基板 ２ カソード ３ 受光層 ４ 不純物 ５ 拡散層 ６ 空乏層 ７ 反射防止膜 ８ アノード電極 １０ 光遮蔽部材 ２０ 導電部材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 八木原 剛 東京都武蔵野市中町２丁目９番32号 横河 電機株式会社内 (72)発明者 岡 貞治 東京都武蔵野市中町２丁目９番32号 横河 電機株式会社内 (72)発明者 小林 信治 東京都武蔵野市中町２丁目９番32号 横河 電機株式会社内 (72)発明者 藤田 忠重 東京都武蔵野市中町２丁目９番32号 横河 電機株式会社内 Ｆターム(参考） 2G065 BA02 BA09 BA33 BB21 BC10 CA12 DA08 5F049 MA02 MB07 NA04 NB07 QA03 RA02 SE11 SS04 SZ10
Claims (4)
- 【請求項１】複数のフォトダイオードが並列に形成され
たフォトダイオードアレイ素子において、隣合うフォト
ダイオードの間に光遮蔽部材を設けたことを特徴とする
フォトダイオードアレイ素子。 - 【請求項２】フォトダイオードは短冊状に形成され、光
遮蔽部材は隣合うフォトダイオードの電界中立点を覆っ
て形成されたことを特徴とする請求項１記載のフォトダ
イオードアレイ素子。 - 【請求項３】複数のフォトダイオードは一つの基板上に
並列に短冊状に形成され、光を照射される側の電極の長
辺に沿って接触する導電部材を形成したことを特徴とす
る請求項１又は２記載のフォトダイオードアレイ素子。 - 【請求項４】光遮蔽部材を導電部材とし、光を照射され
る側の電極の長辺に沿って接触させて形成したことを特
徴とする請求項1または２記載のフォトダイオードアレ
イ素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000034928A JP3982138B2 (ja) | 2000-02-14 | 2000-02-14 | フォトダイオードアレイ素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000034928A JP3982138B2 (ja) | 2000-02-14 | 2000-02-14 | フォトダイオードアレイ素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001230444A true JP2001230444A (ja) | 2001-08-24 |
| JP3982138B2 JP3982138B2 (ja) | 2007-09-26 |
Family
ID=18559191
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000034928A Expired - Fee Related JP3982138B2 (ja) | 2000-02-14 | 2000-02-14 | フォトダイオードアレイ素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3982138B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006093442A (ja) * | 2004-09-24 | 2006-04-06 | Hamamatsu Photonics Kk | ホトダイオード、ホトダイオードアレイ、分光器およびホトダイオードの製造方法 |
| JP2006135190A (ja) * | 2004-11-08 | 2006-05-25 | Hamamatsu Photonics Kk | ホトダイオードアレイおよび分光器 |
| US9368558B2 (en) | 2007-07-04 | 2016-06-14 | Samsung Display Co., Ltd. | Organic light emitting element and method of manufacturing the same |
-
2000
- 2000-02-14 JP JP2000034928A patent/JP3982138B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006093442A (ja) * | 2004-09-24 | 2006-04-06 | Hamamatsu Photonics Kk | ホトダイオード、ホトダイオードアレイ、分光器およびホトダイオードの製造方法 |
| JP2006135190A (ja) * | 2004-11-08 | 2006-05-25 | Hamamatsu Photonics Kk | ホトダイオードアレイおよび分光器 |
| US9368558B2 (en) | 2007-07-04 | 2016-06-14 | Samsung Display Co., Ltd. | Organic light emitting element and method of manufacturing the same |
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|---|---|
| JP3982138B2 (ja) | 2007-09-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
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