JP2002176192A - Illuminance sensor chip, illuminance sensor, equipment and method for measuring illuminance - Google Patents

Illuminance sensor chip, illuminance sensor, equipment and method for measuring illuminance

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JP2002176192A JP2001276150A JP2001276150A JP2002176192A JP 2002176192 A JP2002176192 A JP 2002176192A JP 2001276150 A JP2001276150 A JP 2001276150A JP 2001276150 A JP2001276150 A JP 2001276150A JP 2002176192 A JP2002176192 A JP 2002176192A
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illuminance
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light
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伸明 鈴木
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慎一 鈴木
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Rohm Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technology for measuring the illuminance reflecting the quantity of visible light advantageously from the view point of cost. SOLUTION: The illuminance sensor chip comprises a first semiconductor layer, and a second semiconductor layer joining with the first semiconductor layer. When light impinges on the joining part of the first and second semiconductor layers through the second semiconductor layer, the illuminance sensor chip outputs an electric signal corresponding to the quantity of light impinging on the joining part. Thickness of the second semiconductor layer is set at 2-4 μm, for example, so that the peak sensitivity wavelength in the spectral sensitivity characteristics with reference to the output level of the electric signal falls within the wavelength range of visible light (e.g. 580-600 nm). The second semiconductor layer is constituted as silicon semiconductor and the illuminance sensor is constituted as a phototransistor having an npn junction.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本願発明は、周囲の明るさを
検出する目的で使用される照度センサチップおよびこれ
に関連する技術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an illuminance sensor chip used for detecting ambient brightness and a technique related thereto.

【0002】[0002]

【背景技術】照度センサは、周囲の明るさを検出するた
めに使用されるものであり、従来より様々な目的に使用
されている。たとえば、カメラにおいては、照度センサ
からの出力に基づいて、フラッシュを焚くか否かが判断
される。
2. Description of the Related Art Illuminance sensors are used to detect ambient brightness, and have been used for various purposes. For example, in a camera, it is determined whether or not to fire a flash based on an output from an illuminance sensor.

【0003】照度センサは、たとえばフォトトランジス
タなどとして構成された照度センサチップを有してい
る。照度センサチップは、受光量に応じた電気信号を出
力するものである。従来より用いられている照度センサ
チップは、分光感度特性(波長と出力との関係を示すも
の)において、そのピーク感度波長が800〜950n
mとされている。この照度センサチップでは、主として
赤外光の受光量に応じた電気信号が出力される。すなわ
ち、上記照度センサチップを備えた照度センサにおいて
は、赤外光の光量に基づいて周囲の明るさに相関させた
電気信号を出力していた。
An illuminance sensor has an illuminance sensor chip configured as, for example, a phototransistor or the like. The illuminance sensor chip outputs an electric signal according to the amount of received light. An illuminance sensor chip conventionally used has a peak sensitivity wavelength of 800 to 950 n in spectral sensitivity characteristics (showing the relationship between wavelength and output).
m. This illuminance sensor chip outputs an electric signal mainly corresponding to the amount of infrared light received. That is, the illuminance sensor including the illuminance sensor chip outputs an electric signal correlated with ambient brightness based on the amount of infrared light.

【0004】ところで、携帯電話においては、たとえば
反射型の液晶表示装置を用いて画像表示が行われてい
る。反射型の液晶表示装置では、入射光の可視光成分の
量で表示画面の明るさが決まる。したがって、表示装置
の周囲が十分に明るければ、外部光のみにより画像表示
を行うことができるのに対して、表示装置の周囲が暗け
れば、外部光のみでは画像表示を行うことができない。
このため、上記液晶表示装置では、外部光の光量が不十
分な場合には、光源を点灯させて可視光の光量を補償す
る必要がある。
[0004] In a mobile phone, an image is displayed using, for example, a reflection type liquid crystal display device. In a reflective liquid crystal display device, the brightness of a display screen is determined by the amount of visible light component of incident light. Therefore, if the periphery of the display device is sufficiently bright, image display can be performed only by external light, whereas if the periphery of the display device is dark, image display cannot be performed only by external light.
Therefore, in the liquid crystal display device, when the amount of external light is insufficient, it is necessary to turn on the light source to compensate for the amount of visible light.

【0005】この場合、照度センサからの出力に基づい
て液晶表示装置の周囲の明るさを検出し、その検出結果
に応じて、光源を点灯させるか否かを判断することも考
えられる。
[0005] In this case, it is conceivable to detect the brightness around the liquid crystal display device based on the output from the illuminance sensor and determine whether to turn on the light source according to the detection result.

【0006】上述したとおり、反射型の液晶表示装置の
表示画面の明るさは入射光の可視光成分の量で決まる。
そのため、理想的には、可視光の光量を基準として液晶
表示装置の周囲の明るさを把握し、光源を点灯させるか
否かを判断する必要がある。これに対して、従来の照度
センサチップは、分光感度特性におけるピーク感度波長
が赤外領域にある。一方、明所視において人が最も目に
感じる波長(比視ピーク波長)は約555nmであり、
従来の照度センサチップのピーク感度波長から大きくず
れている。したがって、上記した携帯電話の照度センサ
としては、従来の照度センサは適切ではない。そのた
め、照度センサに赤外光カットフィルタを設け、可視光
を選択的に受光させようとする方法もある。しかしなが
ら、可視光の光量を減少させることなく、赤外光をカッ
トするのは技術的に困難であるばかりか、赤外光カット
フィルタを設ける分だけ製造コスト的にも不利である。
As described above, the brightness of the display screen of a reflection type liquid crystal display device is determined by the amount of visible light component of incident light.
Therefore, ideally, it is necessary to grasp the brightness around the liquid crystal display device based on the amount of visible light and determine whether to turn on the light source. On the other hand, the conventional illuminance sensor chip has a peak sensitivity wavelength in the spectral sensitivity characteristic in an infrared region. On the other hand, the wavelength that a human perceives most in photopic vision (comparative peak wavelength) is about 555 nm,
This is greatly deviated from the peak sensitivity wavelength of the conventional illuminance sensor chip. Therefore, the conventional illuminance sensor is not appropriate as the illuminance sensor for the mobile phone described above. Therefore, there is a method of providing an infrared light cut filter in the illuminance sensor and selectively receiving visible light. However, it is not only technically difficult to cut off the infrared light without reducing the amount of visible light, but it is disadvantageous in terms of manufacturing cost by providing the infrared light cut filter.

【0007】本願発明は上記した事情のもとに考え出さ
れたものであって、製造コスト的に有利に、可視光の光
量を反映した照度を測定することができる技術を提供す
る。
The present invention has been conceived in view of the above circumstances, and provides a technique capable of measuring the illuminance reflecting the amount of visible light in an advantageous manner in terms of manufacturing cost.

【0008】[0008]

【発明の開示】本願発明の第1の側面では、第1半導体
層と、上記第1半導体層に接合された第2半導体層と、
を有し、上記第1半導体層と上記第2半導体層との接合
部分に上記第2半導体層を介して光が入射した場合に、
上記接合部分への入射光量に応じた電気信号を出力する
ように構成されており、かつ、上記第2半導体層の厚み
は、上記電気信号の出力量を基準とした分光感度特性に
おけるピーク感度波長が、可視光の波長範囲となるよう
に設定されていることを特徴とする、照度センサチップ
が提供される。
DISCLOSURE OF THE INVENTION In a first aspect of the present invention, a first semiconductor layer, a second semiconductor layer joined to the first semiconductor layer,
And when light is incident on the junction between the first semiconductor layer and the second semiconductor layer via the second semiconductor layer,
The second semiconductor layer is configured to output an electric signal according to the amount of light incident on the bonding portion, and the thickness of the second semiconductor layer is determined by a peak sensitivity wavelength in a spectral sensitivity characteristic based on the output amount of the electric signal. Is set to be in the wavelength range of visible light, thereby providing an illuminance sensor chip.

【0009】第2半導体層の厚みは、4μm以下とする
のが好ましい。さらに好ましくは、第2半導体層の厚み
は、2μm以上とされる。
Preferably, the thickness of the second semiconductor layer is 4 μm or less. More preferably, the thickness of the second semiconductor layer is 2 μm or more.

【0010】好ましい実施の形態においては、ピーク感
度波長は580〜600nmとされる。第2半導体層
は、たとえばシリコン半導体として構成される。
[0010] In a preferred embodiment, the peak sensitivity wavelength is between 580 and 600 nm. The second semiconductor layer is configured as, for example, a silicon semiconductor.

【0011】好ましい実施の形態においては、照度セン
サチップは、フォトトランジスタとして構成される。フ
ォトトランジスタは、npn接合を有するものが好まし
い。その場合には、第2半導体層はP型半導体層として
構成される。
[0011] In a preferred embodiment, the illuminance sensor chip is configured as a phototransistor. It is preferable that the phototransistor has an npn junction. In that case, the second semiconductor layer is configured as a P-type semiconductor layer.

【0012】本願発明の第2の側面においては、上述し
た本願発明の第1の側面に係る照度センサチップを備え
たことを特徴とする、照度センサが提供される。
According to a second aspect of the present invention, there is provided an illuminance sensor including the illuminance sensor chip according to the first aspect of the present invention.

【0013】好ましい実施の形態においては、照度セン
サは、上記照度センサチップと分光感度特性が同一また
は略同一である追加の照度センサチップと、上記追加の
照度センサチップに対して、可視光を吸収してから入射
光を受光させるための可視光カット部と、をさらに備え
ている。
In a preferred embodiment, the illuminance sensor has an additional illuminance sensor chip having the same or substantially the same spectral sensitivity characteristic as the illuminance sensor chip, and absorbs visible light with respect to the additional illuminance sensor chip. And a visible light cut section for receiving the incident light after that.

【0014】追加の照度センサチップは、たとえば黒色
に着色した樹脂パッケージ内に封止されている。この場
合には、樹脂パッケージが可視光カット部を構成する。
The additional illuminance sensor chip is sealed in, for example, a resin package colored black. In this case, the resin package forms the visible light cut section.

【0015】好ましい実施の形態においては、上記照度
センサチップは透明な第1樹脂パッケージに封止され、
上記追加の照度センサチップは、黒色に着色した第2樹
脂パッケージに封止されている。この場合には、第2樹
脂パッケージが可視光カット部を構成する。
In a preferred embodiment, the illuminance sensor chip is sealed in a transparent first resin package,
The additional illuminance sensor chip is sealed in a second resin package colored black. In this case, the second resin package forms a visible light cut section.

【0016】第1樹脂パッケージおよび第2樹脂パッケ
ージは、透明な第3樹脂パッケージにより封止するのが
好ましい。
It is preferable that the first resin package and the second resin package are sealed with a transparent third resin package.

【0017】可視光カット部は、第2半導体層を覆うよ
うにして可視光カットフィルタを設けることより構成し
てもよい。
The visible light cut section may be constituted by providing a visible light cut filter so as to cover the second semiconductor layer.

【0018】本願発明の第3の側面においては、第1半
導体層と、上記第1半導体層に接合された第2半導体層
と、を備え、かつ、上記第1半導体層と上記第2半導体
層との接合部分に上記第2半導体層を介して光が入射し
た場合に、上記接合部分への入射光量に応じた電気信号
を出力するように構成された第1および第2の照度セン
サチップと、可視光を吸収してから上記第2の照度セン
サチップの接合部に対して入射光を受光させるための可
視光カット部と、上記第1および第2の照度センサから
の出力に基づいて、照度を演算するための照度演算部
と、を備えていることを特徴とする、照度測定装置が提
供される。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a first semiconductor layer, a second semiconductor layer joined to the first semiconductor layer, and the first semiconductor layer and the second semiconductor layer. A first and a second illuminance sensor chip configured to output an electric signal according to the amount of light incident on the junction when light enters the junction with the second semiconductor layer via the second semiconductor layer; A visible light cut section for absorbing incident light and receiving incident light to the joint of the second illuminance sensor chip, based on outputs from the first and second illuminance sensors, An illuminance calculation unit for calculating illuminance, the illuminance measurement device being provided.

【0019】好ましい実施の形態においては、上記第2
の照度センサチップは、上記第1の照度センサチップと
同一または略同一の分光感度特性を有している。
In a preferred embodiment, the second
This illuminance sensor chip has the same or substantially the same spectral sensitivity characteristics as the first illuminance sensor chip.

【0020】好ましい実施の形態においては、上記照度
演算部は、上記第1の照度センサチップからの出力と、
上記第2の照度センサチップからの出力との差分に相当
する信号に基づいて、照度を演算する。
[0020] In a preferred embodiment, the illuminance calculation section includes an output from the first illuminance sensor chip,
The illuminance is calculated based on a signal corresponding to a difference from the output from the second illuminance sensor chip.

【0021】本願発明の第4の側面においては、第1お
よび第2の照度センサチップを用いて照度を測定する方
法であって、上記第1および第2の照度センサチップ
は、第1半導体層と、上記第1半導体層に接合された第
2半導体層と、を備え、かつ、上記第1半導体層と上記
第2半導体層との接合部分に上記第2半導体層を介して
光が入射した場合に、上記接合部分への入射光量に応じ
た電気信号を出力するように構成されており、上記第1
および第2の照度センサからの出力に基づいて、照度を
演算することを特徴とする、照度測定方法が提供され
る。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method for measuring illuminance by using first and second illuminance sensor chips, wherein the first and second illuminance sensor chips include a first semiconductor layer. And a second semiconductor layer joined to the first semiconductor layer, and light is incident on a junction between the first semiconductor layer and the second semiconductor layer via the second semiconductor layer. In this case, an electric signal corresponding to the amount of light incident on the joint is output, and the first signal is output.
And calculating the illuminance based on the output from the second illuminance sensor.

【0022】好ましい実施の形態においては、上記第1
の照度センサチップおよび上記第2の照度センサチップ
は、同一または略同一の分光感度特性を有してしてお
り、かつ、上記第2の照度センサチップには、可視光を
吸収してから光が入射させられる。
In a preferred embodiment, the first
The second illuminance sensor chip and the second illuminance sensor chip have the same or substantially the same spectral sensitivity characteristics, and the second illuminance sensor chip Is made incident.

【0023】好ましい実施の形態においては、上記第1
の照度センサチップからの出力と、上記第2の照度セン
サチップからの出力との差分に相当する信号に基づい
て、照度が演算される。
In a preferred embodiment, the first
The illuminance is calculated based on a signal corresponding to a difference between the output from the illuminance sensor chip of the above and the output from the second illuminance sensor chip.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】図1に示した本願発明の第1の実
施の形態に係る照度測定装置 X1は、たとえば携帯電
話に組み込まれて使用される。携帯電話では、照度測定
装置 X1によって測定された照度に基づいて、反射型
の液晶表示装置の光源を点灯させるか否かが判断され
る。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An illuminance measuring device X1 according to a first embodiment of the present invention shown in FIG. 1 is used, for example, by being incorporated in a mobile phone. In the mobile phone, it is determined whether to turn on the light source of the reflective liquid crystal display device based on the illuminance measured by the illuminance measurement device X1.

【0025】照度測定装置 X1は、照度センサ1およ
び照度演算部2を有している。照度センサ1は、主とし
て可視光を受光することを目的として構成されている。
図1および図2に示したように照度センサ1は、絶縁基
板10、第1電極11、第2電極12、および第1の照
度センサチップ13を有している。
The illuminance measuring device X1 has an illuminance sensor 1 and an illuminance calculation unit 2. The illuminance sensor 1 is mainly configured to receive visible light.
As shown in FIGS. 1 and 2, the illuminance sensor 1 includes an insulating substrate 10, a first electrode 11, a second electrode 12, and a first illuminance sensor chip 13.

【0026】絶縁基板10は、たとえばガラスエポキシ
樹脂などの絶縁材料により、略矩形板状とされている。
第1および第2電極11,12は、絶縁基板10の上面
10aから側面10bを介して下面10cにまで繋がっ
ている。第1および第2電極11,12は、たとえば蒸
着などにより金属膜(たとえば Al膜)を形成した後
に、エッチング処理を施すことにより形成することがで
きる。
The insulating substrate 10 has a substantially rectangular plate shape made of an insulating material such as a glass epoxy resin.
The first and second electrodes 11 and 12 are connected from the upper surface 10a of the insulating substrate 10 to the lower surface 10c via the side surface 10b. The first and second electrodes 11 and 12 can be formed by forming a metal film (for example, an Al film) by, for example, vapor deposition and then performing an etching process.

【0027】第1電極11には、照度センサチップ13
が実装されている。照度センサチップ13は、たとえば
導電性接着剤を介して第1電極11に接合されている。
第2電極12と照度センサチップ13の間は、ワイヤ1
4により接続されている。ワイヤ14は、たとえば金線
などにより構成されている。第2電極12と照度センサ
チップ13との間のワイヤ14による接続は、たとえば
既存のワイヤボンダを用いて行うことができる。
The first electrode 11 has an illuminance sensor chip 13
Has been implemented. The illuminance sensor chip 13 is joined to the first electrode 11 via, for example, a conductive adhesive.
A wire 1 is provided between the second electrode 12 and the illuminance sensor chip 13.
4. The wire 14 is made of, for example, a gold wire. The connection between the second electrode 12 and the illuminance sensor chip 13 by the wire 14 can be performed using, for example, an existing wire bonder.

【0028】照度センサチップ13およびワイヤ14
は、樹脂パッケージ15により封止されている。樹脂パ
ッケージ15は、可視光を透過可能なように、たとえば
エポキシ樹脂により透明に形成されている。このような
樹脂パッケージ15は、たとえばトランスファモールド
法により形成することができる。
Illuminance sensor chip 13 and wire 14
Are sealed by a resin package 15. The resin package 15 is transparently formed of, for example, epoxy resin so as to transmit visible light. Such a resin package 15 can be formed by, for example, a transfer molding method.

【0029】照度センサチップ13は、分光感度特性の
ピーク感度波長が、可視光の波長範囲、たとえば380
〜780 nm、より好ましくは580〜600 nmの
波長範囲にあるものである。照度センサチップ13は、
図3に示したようにN+型シリコン基板30上に、NP
N接合部31を形成したフォトトランジスタとして構成
されている。N+型シリコン基板30の下面30bに
は、コレクタ電極32が形成されている。コレクタ電極
32は、たとえば Auなどにより形成されている。コ
レクタ電極32は、蒸着などにより形成することができ
る。
The illuminance sensor chip 13 has a peak sensitivity wavelength of the spectral sensitivity characteristic in a visible light wavelength range, for example, 380.
780 nm, more preferably 580-600 nm. The illuminance sensor chip 13
On N + type silicon substrate 30 as shown in FIG. 3, NP
It is configured as a phototransistor having an N junction 31 formed therein. On the lower surface 30b of the N + type silicon substrate 30, a collector electrode 32 is formed. The collector electrode 32 is formed of, for example, Au. The collector electrode 32 can be formed by vapor deposition or the like.

【0030】NPN接合部31は、第1半導体層として
のN-型半導体層33、第2半導体層としてのP型半導
体層34、およびN+型半導体層35からなる。
The NPN junction 31 includes an N type semiconductor layer 33 as a first semiconductor layer, a P type semiconductor layer 34 as a second semiconductor layer, and an N + type semiconductor layer 35.

【0031】N-型半導体層33は、コレクタとして機
能する部分であり、Si基板30の全面にわたって設け
られている。
The N type semiconductor layer 33 is a portion that functions as a collector, and is provided over the entire surface of the Si substrate 30.

【0032】P型半導体層34は、ベースとして機能す
る部分であり、N-型半導体層33内に造り込まれた格
好とされている。P型半導体層34は、分光感度特性に
おけるピーク感度波長が可視光の範囲となるように、そ
の厚み Dが設定されている(図4のD=3.2μm参
照)。このような分光感度特性を得るためには、P型半
導体層34の厚み Dは、たとえば2〜4μmとされ、
好ましくは2.5〜3.5μmとされる。P型半導体層
34の厚み Dと、ピーク感度波長との関係について
は、後において考察する。
The P-type semiconductor layer 34 is a portion that functions as a base, and is formed in the N -type semiconductor layer 33. The thickness D of the P-type semiconductor layer 34 is set so that the peak sensitivity wavelength in the spectral sensitivity characteristic is in the range of visible light (see D = 3.2 μm in FIG. 4). In order to obtain such spectral sensitivity characteristics, the thickness D of the P-type semiconductor layer 34 is, for example, 2 to 4 μm,
Preferably, it is 2.5 to 3.5 μm. The relationship between the thickness D of the P-type semiconductor layer 34 and the peak sensitivity wavelength will be discussed later.

【0033】N+型半導体層35は、エミッタとして機
能する部分であり、P型半導体層34内に造り込まれた
格好とされている。
The N + type semiconductor layer 35 is a portion that functions as an emitter, and is considered to be built in the P type semiconductor layer 34.

【0034】NPN接合部31は、 N+型シリコンウエ
ハに対するウエハプロセスにおいて形成される。ウエハ
プロセスにおいては、たとえば気相エピタキシャル成長
によってN-型半導体層33に相当する部分が形成さ
れ、不純物拡散によりP型半導体層34およびN+型半
導体層35に相当する部分が形成される。P型半導体層
34に相当する部分を形成する際のドーパントとして
は、たとえば ホウ素が用いられる。 N+型半導体層3
5に相当する部分を形成する際のドーパントとしては、
たとえば リンが用いられる。
The NPN junction 31 is formed in a wafer process for an N + type silicon wafer. In the wafer process, for example, a portion corresponding to the N type semiconductor layer 33 is formed by vapor phase epitaxial growth, and portions corresponding to the P type semiconductor layer 34 and the N + type semiconductor layer 35 are formed by impurity diffusion. As a dopant for forming a portion corresponding to the P-type semiconductor layer 34, for example, boron is used. N + type semiconductor layer 3
As a dopant for forming a portion corresponding to 5,
For example, phosphorus is used.

【0035】不純物源としてB26(ドーパントは ホ
ウ素)を用いて、不純物拡散により厚み Dが2〜4μ
mのP型半導体層34を形成するときの拡散条件は、た
とえば加熱温度1100〜1200℃、加熱時間90〜
110分とされる。
Using B 2 H 6 (boron is boron) as an impurity source, the thickness D is 2 to 4 μm by impurity diffusion.
The diffusion conditions for forming the P-type semiconductor layer 34 of m are, for example, a heating temperature of 1100 to 1200 ° C. and a heating time of 90 to 90 ° C.
It is 110 minutes.

【0036】NPN接合部31の上面31aには、絶縁
層36が設けられている。絶縁層36は、上面31aに
おける隣接する半導体層33,34,35どうしの境界
線を覆うようにして形成されている。したがって、P型
半導体層34およびN+型半導体層35の大部分は、絶
縁層36を介して露出している。絶縁層36は、たとえ
ば SiO2により形成されている。
An insulating layer 36 is provided on the upper surface 31a of the NPN junction 31. The insulating layer 36 is formed so as to cover the boundary between the adjacent semiconductor layers 33, 34, 35 on the upper surface 31a. Therefore, most of the P-type semiconductor layer 34 and the N + -type semiconductor layer 35 are exposed via the insulating layer 36. The insulating layer 36 is formed of, for example, SiO 2 .

【0037】P型半導体層34の露出面34aは、保護
膜38により覆われている。保護膜38は、 たとえば
SiNなどにより形成されている。一方、N+型半導体
層35の露出面35aは、エミッタ電極37により覆わ
れている。エミッタ電極37は、たとえばAlなどによ
り形成されている。
The exposed surface 34a of the P-type semiconductor layer 34 is covered with a protective film 38. The protection film 38 is formed of, for example, SiN. On the other hand, the exposed surface 35a of the N + -type semiconductor layer 35 is covered by the emitter electrode 37. Emitter electrode 37 is formed of, for example, Al or the like.

【0038】照度センサ1では、樹脂パッケージ15を
介して照度センサチップ13のP型半導体層34に光が
入射されると、受光量に応じた電気信号(エミッタ電
流)が出力される。P型半導体層13への光入射により
キャリアが注入され、ベース電流が流れる。これによ
り、N-型半導体層33には、コレクタ電流が供給され
る。コレクタ電流は、第1電極11に接続された外部電
源(図示略)から、コレクタ電極32を通じて供給され
る。エミッタ電極37からは、ベース電流とコレクタ電
流とが合算されてエミッタ電流として出力される。エミ
ッタ電流は、ワイヤ14および第1電極11を介して照
度演算部2に入力される。
In the illuminance sensor 1, when light enters the P-type semiconductor layer 34 of the illuminance sensor chip 13 via the resin package 15, an electric signal (emitter current) corresponding to the amount of received light is output. Carriers are injected by light incident on the P-type semiconductor layer 13 and a base current flows. Thus, the collector current is supplied to the N type semiconductor layer 33. The collector current is supplied from an external power supply (not shown) connected to the first electrode 11 through the collector electrode 32. From the emitter electrode 37, the base current and the collector current are summed and output as an emitter current. The emitter current is input to the illuminance calculation unit 2 via the wire 14 and the first electrode 11.

【0039】照度演算部2は、照度センサ1からのエミ
ッタ電流に基づいて、照度を演算するものである。照度
演算部2は、たとえば CPU、ROMおよびRAMな
どにより構成することができる。
The illuminance calculation section 2 calculates the illuminance based on the emitter current from the illuminance sensor 1. The illuminance calculation unit 2 can be configured by, for example, a CPU, a ROM, a RAM, and the like.

【0040】ROMには、たとえばエミッタ電流と照度
との関係を示すテーブルやこのテーブルに基づいて照度
を演算するプログラムが格納されている。CPUおよび
RAMは、 エミッタ電流を変数としてプログラムを実
行し、エミッタ電流(受光量)に応じた照度を演算す
る。
The ROM stores, for example, a table indicating the relationship between the emitter current and the illuminance and a program for calculating the illuminance based on the table. The CPU and the RAM execute a program using the emitter current as a variable, and calculate the illuminance according to the emitter current (the amount of received light).

【0041】本願発明者らは、P型半導体層34の厚み
D(図3参照)のみが異なる4つの照度センサチップに
ついて、分光感度特性を調べた。分光感度特性は、図1
および図2に示したような照度センサの形態として測定
した。その結果を図4に示した。なお、P型半導体層
は、ドーパントとしてホウ素を拡散させることにより形
成した。
The inventors of the present application examined spectral sensitivity characteristics of four illuminance sensor chips in which only the thickness D (see FIG. 3) of the P-type semiconductor layer 34 was different. FIG. 1 shows the spectral sensitivity characteristics.
And it measured as the form of the illuminance sensor as shown in FIG. The result is shown in FIG. Note that the P-type semiconductor layer was formed by diffusing boron as a dopant.

【0042】P型半導体層の厚みは、P型半導体層34
の上面34aからの深さの異なる位置での抵抗(Ω)、
抵抗率(Ωcm)、キャリア密度(cm―3)を測定す
ることにより決定した。より具体的には、これらの値の
絶対値がピークとなる位置をP型半導体層の厚さとし
た。図5には、抵抗を黒三角、抵抗率を実線、キャリア
密度を2点鎖線として一例を示したが、この例ではP型
半導体層の厚さは、3.2μmである。このような測定
の結果、上記4つの照度センサチップのP型半導体層の
厚さは、それぞれ3.2μm、4.3μm、4.9μ
m、および5.1μmであった。
The thickness of the P-type semiconductor layer is
(Ω) at different depths from the upper surface 34a of the
It was determined by measuring the resistivity (Ωcm) and the carrier density (cm− 3 ). More specifically, the position where the absolute values of these values peak was determined as the thickness of the P-type semiconductor layer. FIG. 5 shows an example in which the resistance is a black triangle, the resistivity is a solid line, and the carrier density is a two-dot chain line. In this example, the thickness of the P-type semiconductor layer is 3.2 μm. As a result of such measurement, the thicknesses of the P-type semiconductor layers of the four illuminance sensor chips are 3.2 μm, 4.3 μm, and 4.9 μm, respectively.
m, and 5.1 μm.

【0043】図4から分かるように、P型半導体層の厚
みが相対的に小さければ、ピーク感度波長が可視光の波
長範囲となる。P型半導体層の厚みが大きくなるほど、
ピーク感度波長が長波長側にシフトしていく。この結果
は、P型半導体層の厚みを調整すれば、可視光感度が高
められ、ピーク感度波長が可視光の範囲にある照度セン
サチップ(照度センサ)を提供できることを意味してい
る。今回の実験結果では、図4から推測されるように、
P型半導体層の厚みを4μm以下とすればよいことが分
かる。P型半導体層の厚みを3、2μmとすれば、ピー
ク感度波長が580〜600nmの範囲に照度センサチ
ップ(照度センサ)が提供される。
As can be seen from FIG. 4, if the thickness of the P-type semiconductor layer is relatively small, the peak sensitivity wavelength falls within the wavelength range of visible light. As the thickness of the P-type semiconductor layer increases,
The peak sensitivity wavelength shifts to the longer wavelength side. This result means that by adjusting the thickness of the P-type semiconductor layer, the visible light sensitivity can be increased, and an illuminance sensor chip (illuminance sensor) having a peak sensitivity wavelength in the visible light range can be provided. In this experiment, as can be inferred from FIG.
It can be seen that the thickness of the P-type semiconductor layer should be 4 μm or less. Assuming that the thickness of the P-type semiconductor layer is 3, 2 μm, an illuminance sensor chip (illuminance sensor) having a peak sensitivity wavelength in the range of 580 to 600 nm is provided.

【0044】一方、P型半導体層34の厚みDの下限
は、2μmとするのが好ましい。P型半導体層34の厚
みDを不当に小さくすれば、適切な NPN接合を達成
するのが困難となるためである。すなわち、不純物拡散
などの方法によりN+型半導体層35を形成する場合に
は、P型半導体層34の厚みを不当に小さくすれば、N
-型半導体層33に不純物を拡散させることなく、P型
半導体層34にのみ不純物を拡散させるのが困難となる
からである。
On the other hand, the lower limit of the thickness D of the P-type semiconductor layer 34
Is preferably 2 μm. Thickness of P-type semiconductor layer 34
If D is unduly small, an appropriate NPN junction is achieved
This is because it becomes difficult to do so. That is, impurity diffusion
N+When forming the type semiconductor layer 35
Is N if the thickness of the P-type semiconductor layer 34 is unduly reduced.
-Without diffusing impurities into the p-type semiconductor layer 33,
It becomes difficult to diffuse impurities only into the semiconductor layer 34
Because.

【0045】このように、照度センサチップ13では、
P型半導体層34の厚みDを調整することにより、ピー
ク感度波長が可視光の範囲となるように構成されてい
る。そして、P型半導体層34の厚みDを適切なものと
することにより、ピーク感度波長を、明所視における比
視感度ピーク波長に近づけることができる。したがっ
て、照度センサチップ13(照度センサ1)では、明る
さに対する人の感覚に相関させて、人の感覚に則して出
力(エミッタ電流)が大小するものとなっている。その
結果、照度測定装置X1では、人の感覚に則した照度が
測定されることなる。
As described above, in the illuminance sensor chip 13,
The thickness D of the P-type semiconductor layer 34 is adjusted so that the peak sensitivity wavelength is in the visible light range. Then, by setting the thickness D of the P-type semiconductor layer 34 to an appropriate value, the peak sensitivity wavelength can be made closer to the relative luminous efficiency peak wavelength in photopic vision. Therefore, in the illuminance sensor chip 13 (illuminance sensor 1), the output (emitter current) is increased or decreased in accordance with the human sense, in correlation with the human sense of brightness. As a result, the illuminance measuring device X1 measures the illuminance according to the sense of the human.

【0046】照度センサチップ13は、P型半導体層3
4の厚みDを調整することにより、ピーク感度波長が可
視光の範囲とされているので、製造コスト的に有利であ
る。第1に、ピーク感度波長を可視光の範囲にするため
の赤外光カットフィルタが不要となるため、製造コスト
的に有利である。第2に、たとえば不純物拡散によりP
型半導体層34を形成する場合には、P型半導体層34
の厚みDの調整は拡散条件を調整するだけでよいため
に、製造ラインを変更することなく既存の製造ラインを
使用でき、製造コスト的に有利である。
The illuminance sensor chip 13 includes the P-type semiconductor layer 3
By adjusting the thickness D of No. 4, the peak sensitivity wavelength is in the range of visible light, which is advantageous in terms of manufacturing cost. First, since an infrared light cut filter for setting the peak sensitivity wavelength in the visible light range is not required, the manufacturing cost is advantageous. Second, for example, P
When the p-type semiconductor layer 34 is formed,
Since the adjustment of the thickness D only requires adjusting the diffusion conditions, an existing production line can be used without changing the production line, which is advantageous in terms of production cost.

【0047】照度測定装置X1は、携帯電話などで使用
される反射型の液晶表示装置について、それの光源を点
灯させるか否かを判断するために使用することができ
る。上述したように、照度測定装置X1では人の感覚に
則した照度が測定される。人が明るいと感じるときは、
液晶表示装置の表示画面が明るくて表示画像を視認しや
すい。一方、人が暗いと感じるときは、表示画面が暗く
て表示画像を視認しにくい。そのため、人の感覚に則し
て照度が測定できれば、表示画像を視認しにくい環境下
でのみ光源を点灯させることができるようになる、その
結果、光源の無駄な点灯を防止でき、消費電力の低減を
図ることができる。
The illuminance measuring device X1 can be used to determine whether or not to turn on a light source of a reflection type liquid crystal display device used in a mobile phone or the like. As described above, the illuminance measuring device X1 measures the illuminance in accordance with the sense of a person. When people feel bright,
The display screen of the liquid crystal display device is bright, and the displayed image is easy to see. On the other hand, when a person feels dark, the display screen is dark and it is difficult to visually recognize the display image. Therefore, if the illuminance can be measured in accordance with the human sense, the light source can be turned on only in an environment where the displayed image is difficult to visually recognize. As a result, unnecessary lighting of the light source can be prevented and power consumption can be reduced Reduction can be achieved.

【0048】次に、本願発明の第2の実施の形態に係る
照度測定装置X2を図6および図7を参照して説明す
る。
Next, an illuminance measuring device X2 according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

【0049】照度測定装置 X2は、第1の照度センサ
1、第2の照度センサ5、および照度演算部6を有して
いる。第1の照度センサ1は、本願発明の第1の実施の
形態で採用されていた照度センサと同一物である。した
がって、照度センサ1は、主として可視光の受光量に応
じた電気信号(エミッタ電流)を出力する。エミッタ電
流は、ワイヤ14および第2電極12を介して照度演算
部6に入力される。なお、図6においては、第1の照度
センサ1およびその構成要素については、図1および図
2の照度センサおよびその構成要素と同一の符号を付し
てある。
The illuminance measuring device X2 has a first illuminance sensor 1, a second illuminance sensor 5, and an illuminance calculation unit 6. The first illuminance sensor 1 is the same as the illuminance sensor employed in the first embodiment of the present invention. Accordingly, the illuminance sensor 1 outputs an electric signal (emitter current) mainly corresponding to the amount of visible light received. The emitter current is input to the illuminance calculation unit 6 via the wire 14 and the second electrode 12. In FIG. 6, the first illumination sensor 1 and its components are denoted by the same reference numerals as those of the illumination sensor and its components in FIGS.

【0050】一方、第2の照度センサ5は、その基本的
な構成および動作が第1の照度センサ1と同様なものと
されている。すなわち、第2の照度センサ5は、実装基
板50、第1および第2電極51,52、照度センサチ
ップ53、ワイヤ54、および樹脂パッケージ55を有
している。
On the other hand, the second illuminance sensor 5 has the same basic configuration and operation as those of the first illuminance sensor 1. That is, the second illuminance sensor 5 includes the mounting board 50, the first and second electrodes 51 and 52, the illuminance sensor chip 53, the wires 54, and the resin package 55.

【0051】ただし、樹脂パッケージ55、可視光を選
択的に吸収するように構成されている。より具体的に
は、樹脂パッケージ55は、たとえばエポキシ樹脂など
に対して、黒色顔料を添加することにより黒色に着色さ
れている。黒色顔料としては、 黒色酸化鉄、CdTe、
カーボンブラックなどが挙げられる。
However, when the resin package 55 and visible light are selected.
It is configured to selectively absorb. More specifically
The resin package 55 is made of, for example, epoxy resin.
To black by adding black pigment
Have been. As a black pigment, Black iron oxide, CdTe,
And carbon black.

【0052】第2の照度センサチップ53は、照度セン
サチップ13と同一または略同一の分光感度特性を有す
るものであり(図4のD=3.2μm参照)、たとえば
第1の照度センサチップ13と同一物である。
The second illuminance sensor chip 53 has the same or substantially the same spectral sensitivity characteristics as the illuminance sensor chip 13 (see D = 3.2 μm in FIG. 4). Is the same as

【0053】第2の照度センサ5では、黒色に着色され
た樹脂パッケージ55に照度センサチップ53が封止さ
れている。そのため、樹脂パッケージ55において可視
光が吸収され、照度センサチップ53には、赤外光が選
択的に入射する。したがって、第2の照度センサ5は、
図7に示したように赤外光の受光量に応じた電気信号
(エミッタ電流)を出力する。エミッタ電流は、ワイヤ
54および第2電極52を介して照度演算部6に入力さ
れる(図6参照)。
In the second illuminance sensor 5, an illuminance sensor chip 53 is sealed in a resin package 55 colored black. Therefore, visible light is absorbed by the resin package 55, and infrared light is selectively incident on the illuminance sensor chip 53. Therefore, the second illuminance sensor 5
As shown in FIG. 7, an electric signal (emitter current) corresponding to the amount of received infrared light is output. The emitter current is input to the illuminance calculation unit 6 via the wire 54 and the second electrode 52 (see FIG. 6).

【0054】とくに、第2の照度センサ5では、第1の
照度センサ1と同一または略同一の分光感度特性を有す
る照度センサチップ53が採用されているため、図7に
良く表れているように第2の照度センサ5の分光感度特
性は、第1の照度センサ1における赤外光領域での分光
感度特性と略一致している。
In particular, since the second illuminance sensor 5 employs the illuminance sensor chip 53 having the same or substantially the same spectral sensitivity characteristics as the first illuminance sensor 1, as shown in FIG. The spectral sensitivity characteristic of the second illuminance sensor 5 substantially matches the spectral sensitivity characteristic of the first illuminance sensor 1 in an infrared light region.

【0055】照度演算部6は、第1の照度センサ1の出
力(エミッタ電流)から第2の照度センサ5の出力(エ
ミッタ電流)を差分して、その差分量から照度を演算す
るものである。照度演算部6は、たとえば差分アンプ、
CPU、ROMおよびRAMなどにより構成すること
ができる。
The illuminance calculation unit 6 calculates the illuminance from the difference (the emitter current) from the output (emitter current) of the first illuminance sensor 1 and the output (emitter current) of the second illuminance sensor 5. . The illuminance calculation unit 6 includes, for example, a difference amplifier,
It can be configured by a CPU, a ROM, a RAM, and the like.

【0056】差分アンプは、第1の照度センサ1からの
エミッタ電流と、第2の照度センサ5からのエミッタ電
流とを差分して出力するものである。
The difference amplifier outputs the difference between the emitter current from the first illuminance sensor 1 and the emitter current from the second illuminance sensor 5.

【0057】CPU、ROMおよびRAMは、差分アン
プからの出力に基づいて、照度を演算するものである。
ROMには、たとえば出力と照度との関係を示すテーブ
ルやこのテーブルに基づいて照度を演算するプログラム
が格納されている。CPUおよびRAMは、 差分アン
プからの出力を変数としてプログラムを実行し、出力に
応じた照度を演算する。
The CPU, ROM, and RAM calculate the illuminance based on the output from the difference amplifier.
The ROM stores, for example, a table indicating a relationship between the output and the illuminance, and a program for calculating the illuminance based on the table. The CPU and the RAM execute the program using the output from the difference amplifier as a variable, and calculate the illuminance according to the output.

【0058】照度測定装置 X2では、図7を参照して
説明したように第2の照度センサ5の分光感度特性が第
1の照度センサ1における赤外光領域での分光感度特性
と略一致している。そのため、第1の照度センサ1のエ
ミッタ電流から第2の照度センサ5のエミッタ電流を差
分したものは、可視光の光量に略対応したものとなって
いる。したがって、第1および第2照度センサ1,5の
エミッタ電流の差分量を用いて照度を演算すれば、より
人の感覚に則して照度を測定することができる。
In the illuminance measuring device X2, as described with reference to FIG. 7, the spectral sensitivity characteristic of the second illuminance sensor 5 substantially matches the spectral sensitivity characteristic of the first illuminance sensor 1 in the infrared light region. ing. Therefore, the difference between the emitter current of the first illuminance sensor 1 and the emitter current of the second illuminance sensor 5 substantially corresponds to the amount of visible light. Therefore, if the illuminance is calculated using the difference between the emitter currents of the first and second illuminance sensors 1 and 5, it is possible to measure the illuminance in accordance with a human sense.

【0059】照度センサチップ53においては、P型半
導体層(図3参照)を覆うように可視光カットフィルタ
を設けてもよい。その場合には、樹脂パッケージ55を
透明に構成してもよい。
In the illuminance sensor chip 53, a visible light cut filter may be provided so as to cover the P-type semiconductor layer (see FIG. 3). In that case, the resin package 55 may be configured to be transparent.

【0060】次に、本願発明の第3の実施の形態に係る
照度測定装置を、図8および図9を参照して説明する。
Next, an illuminance measuring device according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

【0061】照度測定装置X3は、1つの絶縁基板70
に対して、図6に示した照度センサ1、5に相当するも
のを造り込んだものである。なお、図8および図9にお
いては、図6に示した照度センサ1、5の構成要素に対
応するものには、同一の符号を付してある。
The illuminance measuring device X3 has one insulating substrate 70
In contrast, a sensor corresponding to the illuminance sensors 1 and 5 shown in FIG. In FIGS. 8 and 9, components corresponding to the components of the illuminance sensors 1 and 5 shown in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals.

【0062】絶縁基板70には、第1電極11,51お
よび第2電極12,52が形成されている。第1電極1
1,51には、照度センサチップ13,53が実装され
ている。これらの照度センサチップ13,53は、同一
または略同一の分光感度特性を有するものであり、好ま
しくは同一物である。照度センサチップ13,53は、
第2電極12,52とワイヤ14,54を介して接続さ
れている。
The first electrodes 11 and 51 and the second electrodes 12 and 52 are formed on the insulating substrate 70. First electrode 1
The illuminance sensor chips 13 and 53 are mounted on 1, 51, respectively. These illuminance sensor chips 13 and 53 have the same or substantially the same spectral sensitivity characteristics, and are preferably the same. The illuminance sensor chips 13 and 53
The second electrodes 12 and 52 are connected via wires 14 and 54.

【0063】照度センサチップ13およびワイヤ14
は、第1樹脂パッケージ15により封止されている。照
度センサチップ53およびワイヤ54は、第2樹脂パッ
ケージ55により封止されている。第1樹脂パッケージ
15は透明に、第2樹脂パッケージ55は、たとえば黒
色に形成されている。第1および第2樹脂パッケージ1
5、55は、第3樹脂パッケージ71により覆われてい
る。第3樹脂パッケージ71は、透明に形成されてい
る。
Illuminance sensor chip 13 and wire 14
Are sealed by the first resin package 15. The illuminance sensor chip 53 and the wires 54 are sealed by a second resin package 55. The first resin package 15 is formed transparent, and the second resin package 55 is formed black, for example. First and second resin packages 1
5 and 55 are covered by the third resin package 71. The third resin package 71 is formed transparent.

【0064】照度演算部6は、照度センサチップ13の
出力から照度センサチップ53の出力を差分し、その差
分量から照度を演算するものである。この照度演算部6
は、たとえば差分アンプ、 CPU、ROMおよびRA
Mなどにより構成することができる。
The illuminance calculation unit 6 calculates the difference between the output of the illuminance sensor chip 13 and the output of the illuminance sensor chip 53 and calculates the illuminance from the difference. This illuminance calculation unit 6
Are, for example, difference amplifiers, CPUs, ROMs and RAs.
M or the like.

【0065】照度測定装置X3は、その基本構成および
動作が照度測定装置X2と同様であるため、照度測定装
置X2と同様の効果を享受できる。
Since the illuminance measuring device X3 has the same basic configuration and operation as the illuminance measuring device X2, it can enjoy the same effects as the illuminance measuring device X2.

【0066】照度センサ7においては、第3樹脂パッケ
ージ71を省略して照度センサを構成してもよい。照度
センサチップ53においては、P型半導体層(図3参
照)を覆うように可視光カットフィルタを設けてもよ
い。その場合には、樹脂パッケージ55を透明に構成
し、あるいは照度センサチップ13、53を1つの透明
樹脂パッケージにより封止してもよい。
In the illuminance sensor 7, the illuminance sensor may be constructed by omitting the third resin package 71. In the illuminance sensor chip 53, a visible light cut filter may be provided so as to cover the P-type semiconductor layer (see FIG. 3). In that case, the resin package 55 may be configured to be transparent, or the illuminance sensor chips 13 and 53 may be sealed by one transparent resin package.

【0067】本願発明では、照度センサチップをPNP
型のフォトトランジスタとして構成してもよい。その場
合には、N型半導体層の厚みを調整することにより、分
光感度特性におけるピーク感度波長が可視光の波長範囲
となるように形成される。
In the present invention, the illuminance sensor chip is
It may be configured as a photo transistor of a type. In that case, by adjusting the thickness of the N-type semiconductor layer, the peak sensitivity wavelength in the spectral sensitivity characteristic is formed so as to be in the visible light wavelength range.

【0068】照度センサチップは、フォトダイオードと
して構成してもよい。その場合にも、PN接合部までの
距離(図3のP型半導体層34の厚みDに相当するも
の)を調整することにより、分光感度特性におけるピー
ク感度波長が可視光の波長範囲となるように形成され
る。
The illuminance sensor chip may be configured as a photodiode. Also in this case, by adjusting the distance to the PN junction (corresponding to the thickness D of the P-type semiconductor layer 34 in FIG. 3), the peak sensitivity wavelength in the spectral sensitivity characteristics becomes in the visible light wavelength range. Formed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本願発明の第1の実施の形態に係る照度測定装
置を、一部を模式化して示した斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view schematically showing a part of an illuminance measuring device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1のII−II線に沿う断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along the line II-II in FIG.

【図3】照度センサチップの断面図である。FIG. 3 is a sectional view of an illuminance sensor chip.

【図4】本願発明に係る照度センサチップおよびこれと
は P型半導体層の厚みが異なる従来の照度センサチッ
プの分光感度特性を示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing spectral sensitivity characteristics of an illuminance sensor chip according to the present invention and a conventional illuminance sensor chip having different thicknesses of P-type semiconductor layers.

【図5】照度センサチップのP型半導体層の厚みを決定
するための測定結果の一例を示すグラフである。
FIG. 5 is a graph showing an example of a measurement result for determining a thickness of a P-type semiconductor layer of the illuminance sensor chip.

【図6】本願発明の第2の実施の形態に係る照度測定装
置を、一部を模式化して示した斜視図である。
FIG. 6 is a perspective view schematically showing a part of an illuminance measuring device according to a second embodiment of the present invention.

【図7】図6に示した2つの照度センサの分光感度特性
を示すグラフである。
FIG. 7 is a graph showing spectral sensitivity characteristics of the two illuminance sensors shown in FIG.

【図8】本願発明の第3の実施の形態に係る照度測定装
置を、一部を模式化して示した斜視図である。
FIG. 8 is a perspective view schematically showing a part of an illuminance measuring device according to a third embodiment of the present invention.

【図9】図8のIX―IX線に沿う断面図である。FIG. 9 is a sectional view taken along line IX-IX in FIG. 8;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

X1〜X3 照度測定装置 1,5,7 照度センサ 2,6 照度演算部 13 (第1の)照度センサチップ 15 (第1)1樹脂パッケージ 33 N-型半導体層(第1半導体層) 34 P型半導体層(第2半導体層) 53 (第2の、追加の)照度センサチップ 55 (第2)樹脂パッケージ 71 第3樹脂パッケージ D (P型半導体層)厚みX1 to X3 Illuminance measuring device 1, 5, 7 Illuminance sensor 2, 6 Illuminance calculation unit 13 (First) illuminance sensor chip 15 (First) 1 resin package 33 N - type semiconductor layer (first semiconductor layer) 34 P Type semiconductor layer (second semiconductor layer) 53 (second, additional) illuminance sensor chip 55 (second) resin package 71 third resin package D (P-type semiconductor layer) thickness

フロントページの続き Fターム(参考) 2G065 AA03 AB04 BA07 BA09 BB25 BC05 BC13 BC33 BC35 BD01 CA08 2H093 ND01 ND04 ND08 NE05 NG20 5F049 MA12 MB03 MB12 NA10 NB10 PA03 SS03 SZ12 TA03 TA09 UA20 WA03 5F088 AA08 AB03 BB06 GA04 JA06 JA10 KA10 LA03 Continued on the front page F term (reference) 2G065 AA03 AB04 BA07 BA09 BB25 BC05 BC13 BC33 BC35 BD01 CA08 2H093 ND01 ND04 ND08 NE05 NG20 5F049 MA12 MB03 MB12 NA10 NB10 PA03 SS03 SZ12 TA03 TA09 UA20 WA03 5F088 AA08 AB03 JA03 JA03

Claims (18)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1半導体層と、上記第1半導体層に接
合された第2半導体層と、を有し、上記第1半導体層と
上記第2半導体層との接合部分に上記第2半導体層を介
して光が入射した場合に、上記接合部分への入射光量に
応じた電気信号を出力するように構成されており、か
つ、 上記第2半導体層の厚みは、上記電気信号の出力量を基
準とした分光感度特性におけるピーク感度波長が、可視
光の波長範囲となるように設定されていることを特徴と
する、照度センサチップ。
A first semiconductor layer; and a second semiconductor layer joined to the first semiconductor layer, wherein the second semiconductor layer is provided at a junction between the first semiconductor layer and the second semiconductor layer. When light is incident through the layer, it is configured to output an electric signal in accordance with the amount of light incident on the junction, and the thickness of the second semiconductor layer is determined by the output amount of the electric signal. An illuminance sensor chip characterized in that a peak sensitivity wavelength in a spectral sensitivity characteristic with reference to a wavelength is set within a wavelength range of visible light.
【請求項2】 上記第2半導体層の厚みは、4μm以下
である、請求項1に記載の照度センサチップ。
2. The illuminance sensor chip according to claim 1, wherein the thickness of the second semiconductor layer is 4 μm or less.
【請求項3】 上記第2半導体層の厚みは、2μm以上
である、請求項2に記載の照度センサチップ。
3. The illuminance sensor chip according to claim 2, wherein the thickness of the second semiconductor layer is 2 μm or more.
【請求項4】 上記ピーク感度波長は、580〜600
nmである、請求項1ないし3のいずれかに記載の照度
センサチップ。
4. The peak sensitivity wavelength is from 580 to 600.
The illuminance sensor chip according to claim 1, wherein the illuminance sensor chip has a thickness in nm.
【請求項5】 上記第2半導体層は、シリコン半導体で
ある、請求項1ないし4のいずれかに記載の照度センサ
チップ。
5. The illuminance sensor chip according to claim 1, wherein said second semiconductor layer is a silicon semiconductor.
【請求項6】 フォトトランジスタとして構成されてい
る、請求項1ないし5のいずれかに記載の照度センサチ
ップ。
6. The illuminance sensor chip according to claim 1, wherein the illuminance sensor chip is configured as a phototransistor.
【請求項7】 上記フォトトランジスタは、npn接
合を有している、請求項6に記載の照度センサチップ。
7. The illuminance sensor chip according to claim 6, wherein said phototransistor has an npn junction.
【請求項8】 請求項1ないし7のいずれかに記載した
照度センサチップを備えたことを特徴とする、照度セン
サ。
8. An illuminance sensor comprising the illuminance sensor chip according to claim 1.
【請求項9】 上記照度センサチップと分光感度特性が
同一または略同一である追加の照度センサチップと、 上記追加の照度センサチップに対して、可視光を吸収し
てから入射光を受光させるための可視光カット部と、を
さらに備えている、請求項8に記載の照度センサ。
9. An additional illuminance sensor chip having the same or substantially the same spectral sensitivity characteristics as the illuminance sensor chip, and an additional illuminance sensor chip for absorbing incident light and then receiving incident light. The illuminance sensor according to claim 8, further comprising: a visible light cut section.
【請求項10】 上記追加の照度センサチップは、黒色
に着色した樹脂パッケージ内に封止されている、請求項
9に記載の照度センサ。
10. The illuminance sensor according to claim 9, wherein the additional illuminance sensor chip is sealed in a resin package colored black.
【請求項11】 上記照度センサチップは透明な第1樹
脂パッケージに封止され、上記追加の照度センサチップ
は、黒色に着色した第2樹脂パッケージに封止されてい
る、請求項9に記載の照度センサ。
11. The illuminance sensor chip according to claim 9, wherein the illuminance sensor chip is sealed in a transparent first resin package, and the additional illuminance sensor chip is sealed in a second resin package colored black. Illuminance sensor.
【請求項12】 上記第1および第2樹脂パッケージ
は、透明な第3樹脂パッケージにより封止されている、
請求項11に記載の照度センサ。
12. The first and second resin packages are sealed by a transparent third resin package.
The illuminance sensor according to claim 11.
【請求項13】 第1半導体層と、上記第1半導体層に
接合された第2半導体層と、を備え、かつ、上記第1半
導体層と上記第2半導体層との接合部分に上記第2半導
体層を介して光が入射した場合に、上記接合部分への入
射光量に応じた電気信号を出力するように構成された第
1および第2の照度センサチップと、可視光を吸収して
から上記第2の照度センサチップの接合部に対して入射
光を受光させるための可視光カット部と、 上記第1および第2の照度センサチップからの出力に基
づいて、照度を演算するための照度演算部と、を備えて
いることを特徴とする、照度測定装置。
13. A semiconductor device comprising: a first semiconductor layer; a second semiconductor layer joined to the first semiconductor layer; First and second illuminance sensor chips configured to output an electric signal according to the amount of light incident on the bonding portion when light enters through the semiconductor layer, and after absorbing visible light A visible light cut section for receiving incident light with respect to a joint of the second illuminance sensor chip; and an illuminance for calculating illuminance based on outputs from the first and second illuminance sensor chips. An illuminance measurement device, comprising: a calculation unit.
【請求項14】 上記第2の照度センサチップは、上記
第1の照度センサチップと同一または略同一の分光感度
特性を有している、請求項13に記載の照度測定装置。
14. The illuminance measuring device according to claim 13, wherein the second illuminance sensor chip has the same or substantially the same spectral sensitivity characteristics as the first illuminance sensor chip.
【請求項15】 上記照度演算部は、上記第1の照度セ
ンサチップからの出力と、上記第2の照度センサチップ
からの出力との差分に相当する信号に基づいて、照度を
演算する、請求項13または14に記載の照度測定装
置。
15. The illuminance calculation unit calculates illuminance based on a signal corresponding to a difference between an output from the first illuminance sensor chip and an output from the second illuminance sensor chip. Item 15. The illuminance measuring device according to item 13 or 14.
【請求項16】 第1および第2の照度センサチップを
用いて照度を測定する方法であって、 上記第1および第2の照度センサチップは、第1半導体
層と、上記第1半導体層に接合された第2半導体層と、
を備え、かつ、上記第1半導体層と上記第2半導体層と
の接合部分に上記第2半導体層を介して光が入射した場
合に、上記接合部分への入射光量に応じた電気信号を出
力するように構成されており、 上記第1および第2の照度センサからの出力に基づい
て、照度を演算することを特徴とする、照度測定方法。
16. A method for measuring illuminance using first and second illuminance sensor chips, wherein the first and second illuminance sensor chips include a first semiconductor layer and a first semiconductor layer. A joined second semiconductor layer;
And outputting an electric signal according to the amount of light incident on the junction when light is incident on the junction between the first semiconductor layer and the second semiconductor layer via the second semiconductor layer. An illuminance is calculated based on outputs from the first and second illuminance sensors.
【請求項17】 上記第1の照度センサチップおよび上
記第2の照度センサチップは、同一または略同一の分光
感度特性を有してしており、かつ、 上記第2の照度センサチップには、可視光を吸収してか
ら光が入射させられる、請求項16に記載の照度測定方
法。
17. The first illuminance sensor chip and the second illuminance sensor chip have the same or substantially the same spectral sensitivity characteristics, and the second illuminance sensor chip includes: The illuminance measurement method according to claim 16, wherein the light is made incident after absorbing visible light.
【請求項18】 上記第1の照度センサチップからの出
力と、上記第2の照度センサチップからの出力との差分
に相当する信号に基づいて、照度を演算する、請求項1
7に記載の照度測定方法。
18. An illuminance is calculated based on a signal corresponding to a difference between an output from the first illuminance sensor chip and an output from the second illuminance sensor chip.
7. The illuminance measurement method according to 7.
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