JP2004320065A - Photodiode - Google Patents
Photodiode Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004320065A JP2004320065A JP2004238734A JP2004238734A JP2004320065A JP 2004320065 A JP2004320065 A JP 2004320065A JP 2004238734 A JP2004238734 A JP 2004238734A JP 2004238734 A JP2004238734 A JP 2004238734A JP 2004320065 A JP2004320065 A JP 2004320065A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- type layer
- type
- electrode
- photodiode
- layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Abstract
Description
本発明はフォトダイオードに関し、より詳しくは、電磁ノイズの影響を受けにくいフォトダイオードに関する。 The present invention relates to photodiodes, and more particularly, to photodiodes that are less susceptible to electromagnetic noise.
光を受けて電気信号に変換するフォトダイオードは、リモートコントロールや光通信の装置の受信用素子として多用されている。
従来のフォトダイオードは、図5に示すように、p型の基板51上にn型層52を形成して成り、p型基板51の下面が銀ペースト53等によって、グランド電位に接続されたフレーム54にダイボンディングされている。したがって、アノード56がフレーム側、カソード55が光を受けるチップ表面側となっている。
2. Description of the Related Art Photodiodes that receive light and convert it into electric signals are frequently used as receiving elements in remote control and optical communication devices.
As shown in FIG. 5, a conventional photodiode is formed by forming an n-
チップ表面から入射した光はn型層52とp型基板51の接合面で光電変換され、これにより生成した電荷が、受光量を表す信号として、カソード55より取り出される。
図6に示すように、カソード55は信号処理回路9に接続されており、カソードから出力される微弱な信号は、増幅された後、装置に応じた処理を受ける。
The light incident from the chip surface is photoelectrically converted at the bonding surface between the n-
As shown in FIG. 6, the
ところが、上記構成のフォトダイオードは、チップ表面のカソードがハイインピーダンスになるため、ブラウン管やコンピュータ等の、フォトダイオードが組み込まれる装置の他の部分からの電磁ノイズを受けて、偽信号を出力し易くなっている。偽信号は信号処理回路の誤動作を招き、リモートコントロールが正しく機能しなくなったり、光通信で情報が変化したりする等の重大な問題を引き起こす。 However, in the photodiode having the above configuration, the cathode on the chip surface has high impedance, so that it receives electromagnetic noise from other parts of the device in which the photodiode is incorporated, such as a cathode ray tube or a computer, and easily outputs a false signal. Has become. The false signal causes a malfunction of the signal processing circuit, and causes serious problems such as a malfunction of the remote control and a change in information by optical communication.
このため、従来より、フォトダイオードを金属性のシールドケースで覆うことにより電磁ノイズを遮断して、フォトダイオードが偽信号を出力するのを防止することが行われている。
しかしながら、シールドケースで覆うとフォトダイオードが大型化するとともに、部品点数が増加してコストが上昇し、製造工程数も多くなる。また、シールドケースは電磁ノイズの遮断に有効な方法ではあるが、電磁ノイズの影響を受け易いというフォトダイオードの弱点を本質的に解決するものではない。
For this reason, conventionally, electromagnetic noise is cut off by covering the photodiode with a metallic shield case, thereby preventing the photodiode from outputting a false signal.
However, covering with a shield case increases the size of the photodiode, increases the number of parts, increases the cost, and increases the number of manufacturing steps. Although the shield case is an effective method for blocking electromagnetic noise, it does not essentially solve the weak point of the photodiode, which is easily affected by electromagnetic noise.
本発明は、電磁ノイズの影響を受けにくい構造を有し、シールドケースを必要としないフォトダイオードを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a photodiode that has a structure that is not easily affected by electromagnetic noise and does not require a shield case.
請求項1記載の発明は、第1のp型層と、該第1のp型層上に形成されたn型層とを有し、n型層側から光を受けて光電変換し、生成した電荷をn型層から出力するフォトダイオードにおいて、前記n型層上に設けられた第2のp型層と、前記n型層から電荷を出力するための第1電極と、前記第1のp型層および前記第2のp型層を、これらをローインピーダンスとする所定電位に接続するための第2電極とを含み、前記第2のp型層は、前記第1の電極と前記n型層との接続部を取り囲んで形成されていることを特徴とするフォトダイオードである。
The invention according to
光は第2のp型層より入射し、第2のp型層とn型層およびn型層と第1のp型層の接合面で光電変換が行われる。光電変換によって生成された電荷はn型層から出力するが、n型層の上部には第2のp型層が設けられている。この第2のp型層は、グランド電位のような所定電位に接続されてローインピーダンスになっているためシールド効果をもち、外部からの電磁ノイズを遮断することができる。したがって、n型層に電磁ノイズが達することはなく、n型層からノイズによって発生した電荷が出力されることはない。 Light enters from the second p-type layer, and photoelectric conversion is performed at the junction surface between the second p-type layer and the n-type layer and between the n-type layer and the first p-type layer. The charge generated by the photoelectric conversion is output from the n-type layer, and a second p-type layer is provided above the n-type layer. Since the second p-type layer is connected to a predetermined potential such as a ground potential and has a low impedance, it has a shielding effect and can block external electromagnetic noise. Therefore, no electromagnetic noise reaches the n-type layer, and no charge generated by the noise is output from the n-type layer.
よって、この発明のフォトダイオードによれば、外部からの電磁ノイズが第2のp型層によって遮断されるため、ノイズに起因する信号を出力することがない。このため、シールドケースでフォトダイオードを覆う必要がなくなり、また、コストを低減し製造工程数を減少させることができる。
請求項2記載の発明は、前記第2のp型層は、前記第1の電極と前記n型層との接続部を除き、前記n型層の全範囲を覆っていることを特徴とする請求項1記載のフォトダイオードである。
Therefore, according to the photodiode of the present invention, since the external electromagnetic noise is cut off by the second p-type layer, no signal due to the noise is output. Therefore, it is not necessary to cover the photodiode with the shield case, and the cost can be reduced and the number of manufacturing steps can be reduced.
The invention according to
請求項3記載の発明は、前記n型層の周囲に形成され、前記第1のp型層と接続したp型帯をさらに含み、前記第2のp型層は、前記p型帯に接続されている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である。
請求項4記載の発明は、前記第1電極は、前記n型層にオーミック接続されていることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載のフォトダイオードである。
The invention according to
The invention according to claim 4 is the photodiode according to any one of
請求項5記載の発明は、前記n型層において、前記第1電極とのオーミック接続部には、周囲よりも高濃度にn型不純物を含む高濃度層が配置されていることを特徴とする請求項4記載のフォトダイオードである。 The invention according to claim 5 is characterized in that, in the n-type layer, a high-concentration layer containing an n-type impurity at a higher concentration than the surroundings is arranged at an ohmic connection with the first electrode. A photodiode according to claim 4.
以下、本発明のフォトダイオードについて図面を参照して説明する。
図1に一参考例に係るフォトダイオード1のチップの断面図を示し、図2にその平面図を示す。フォトダイオード1は、第1のp型層11、n型層12、第2のp型層13、保護膜層14、および2つの電極15および16より成る。
n型層12は、第1のp型層11であるp型のSi基板上にエピタキシャル成長によって形成されており、p型不純物の拡散によって周囲に形成されたp型帯11aによりチップ端縁から分離されている。第2のp型層13は、n型層12にイオンを注入することによって形成されており、n型層12の周辺部を除く領域の上部に設けられている。
Hereinafter, the photodiode of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a cross-sectional view of a chip of a
The n-
保護膜層14はSiO2またはSiNより成り、チップ上面全体を覆うように設けられている。保護膜層14には、n型層12を露出させるための開口14a、第2のp型層13を露出させるための開口14b、およびp型帯11aを露出させるための開口14cが、それぞれ帯状に形成されている。
第1の電極15は開口14aの上に設けられており、n型層12に接続している。第2の電極16は、開口14bと開口14cの上に設けられており、第2のp型層13に接続し、p型帯11aを介して第1のp型層11に接続している。電極15は、n型層12にオーミック接続されており、このオーミック接続は、n型層12において、電極15とのオーミック接続部に、周囲よりも高濃度にn型不純物を含む高濃度層を配置して形成されている。同様にして、電極16は、第2のp型層13およびp型帯11aにオーミック接続されている。
The
The
電極16はグランド電位に接続される。これにより、第1のp型層11と第2のp型層13が共にグランド電位となる。
フォトダイオード1は保護膜層14が設けられているチップ表面側より光を受ける。光は保護膜層14を透過して、第2のp型層13とn型層12およびn型層12と第1のp型層11の接合面で光電変換が行われる。光電変換で生成した電荷はn型層12より電極15に出力される。
The
The
上記構成では、電極15がカソードとなり電極16がアノードとなる。電極15は実装時に図外の信号処理回路に接続され、フォトダイオード1の受光量を表す電極15からの出力信号は、信号処理回路において増幅された後、フォトダイオード1を組み込む装置に応じた処理を受ける。
装置内の他の部分が電磁ノイズを発生し、これがチップ表面からフォトダイオード1に進入したとしても、第2のp型層13がグランド電位に接続されてローインピーダンスになっているため、電磁ノイズは第2のp型層13で遮断される。したがって、電磁ノイズがn型層12に達することはなく、外部の電磁ノイズに起因する電荷が電極15に現れることはない。このため、信号処理回路は常時正しく動作し、フォトダイオード1を組み込んだ装置の信頼性はきわめて高いものとなる。
In the above configuration, the
Even if other parts of the device generate electromagnetic noise and enter the
第2のp型層13は従来のシールドケースと同様の機能を果たす。すなわち、フォトダイオード1は内部に電磁ノイズを遮断する構造を備えており、シールドケースによって覆わなくても、安定して動作する。したがって、フォトダイオード1を単体で使用することが可能である。
なお、ここでは、保護膜層14の開口14bを第2のp型層13の1辺に沿う形状とし、第2のp型層13と電極16とを直線状に接続する構造としたが、開口14bを第2のp型層13の4辺に沿って形成し、第2のp型層13を電極16で取り囲む構造としてもよい。第2のp型層13の全範囲が均一にグランド電位になって、電磁ノイズを遮断する機能が一層高まる。
The second p-
Here, the opening 14b of the
この発明の第1の実施形態に係るフォトダイオードの断面を図3に示す。このフォトダイオード2は、第2のp型層13とp型帯11aとが内部で接続されており、前述の参考例のフォトダイオード1の保護膜層14に形成されていた第2のp型層13と電極16とを接続するための開口14bは形成されていない。第2のp型層13は、第1のp型層11と同様に、p型帯11aを介して電極16に接続されている。
FIG. 3 shows a cross section of the photodiode according to the first embodiment of the present invention. In the
このフォトダイオード2では、電極15との接続のために必要な端縁部を除き、n型層12の全体にわたって第2のp型層13が形成される。このようにすると、第2のp型層13が3つの端縁でp型帯11aと接続されることになって、第2のp型層13の全体が均一にグランド電位になり、電磁ノイズ遮断の効果が増す。しかも、n型層12の全範囲が第2のp型層13または電極15に覆われることになって、電磁ノイズを確実に遮断することができる。
In the
より具体的には、図3Aにおいて斜線を付して示すように、第2のp型層13は、電極15とn型層12との接続部を除き、n型層12の全範囲を覆っている。より詳細には、図3Bに拡大して示すように、電極15とn型層12との接続部は、n型層の端縁よりも内側に配置されているため、当該接続部以外の領域においてn型層12の全範囲を覆う第1のp型層13は、n型層12の電極15側端縁部にも形成されることになる。その結果、第2のp型層13は、電極15とn型層12との接続部を全周に渡って取り囲むことになる。
More specifically, as shown by hatching in FIG. 3A, the second p-
また、第2のp型層13は、n型層12を取り囲むp型帯11aに接続されることになるから、第2のn型層およびp型帯11aで構成されるp型部は、電極15とn型層12との接続部を全周に渡って取り囲むことになる。
その他の構成は、フォトダイオード1と同様であり、説明を省略する。
第2の実施形態のフォトダイオードの断面を図4に示す。このフォトダイオード3は、第2のp型層13とp型帯11aが内部で接続されており、また、第1のp型層11はその下面に設けられた電極16aからグランド電位に接続される。第2のp型層13はp型帯11aと第1のp型層11を介してグランド電位に接続されることになる。
Further, since the second p-
Other configurations are the same as those of the
FIG. 4 shows a cross section of the photodiode according to the second embodiment. In the
前記参考例のフォトダイオード1の、保護膜層14の2つの開口14b、14c、および電極16はフォトダイオード3では形成されていない。このフォトダイオード3は、銀ペースト等によってフレームにダイボンディングされる。
他の構成はフォトダイオード2と同様であり、説明を省略する。
In the
Other configurations are the same as those of the
1 フォトダイオード
2 フォトダイオード
3 フォトダイオード
11 第1のp型層
11a p型帯
12 n型層
13 第2のp型層
14 保護膜層
14a 開口
14b 開口
14c 開口
15 電極(カソード)
16 電極(アノード)
16 electrodes (anode)
Claims (5)
前記n型層上に設けられた第2のp型層と、
前記n型層から電荷を出力するための第1電極と、
前記第1のp型層および前記第2のp型層を、これらをローインピーダンスとする所定電位に接続するための第2電極とを含み、
前記第2のp型層は、前記第1の電極と前記n型層との接続部を取り囲んで形成されていることを特徴とするフォトダイオード。 It has a first p-type layer and an n-type layer formed on the first p-type layer, receives light from the n-type layer side, performs photoelectric conversion, and outputs generated charges from the n-type layer. In a photodiode,
A second p-type layer provided on the n-type layer;
A first electrode for outputting a charge from the n-type layer;
A second electrode for connecting the first p-type layer and the second p-type layer to a predetermined potential that makes them low impedance,
The photodiode, wherein the second p-type layer is formed to surround a connection between the first electrode and the n-type layer.
前記第2のp型層は、前記p型帯に接続されている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。 A p-type band formed around the n-type layer and connected to the first p-type layer;
The photodiode according to claim 1, wherein the second p-type layer is connected to the p-type band.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004238734A JP2004320065A (en) | 2004-08-18 | 2004-08-18 | Photodiode |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004238734A JP2004320065A (en) | 2004-08-18 | 2004-08-18 | Photodiode |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9077480A Division JPH10270742A (en) | 1997-03-28 | 1997-03-28 | Photodiode |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004320065A true JP2004320065A (en) | 2004-11-11 |
Family
ID=33475916
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004238734A Pending JP2004320065A (en) | 2004-08-18 | 2004-08-18 | Photodiode |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2004320065A (en) |
-
2004
- 2004-08-18 JP JP2004238734A patent/JP2004320065A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7556980B2 (en) | Photodiode and phototransistor | |
KR100356630B1 (en) | Solid imaging device | |
JP5249994B2 (en) | Semiconductor light detecting element and semiconductor device | |
US7420231B2 (en) | Solid state imaging pick-up device and method of manufacturing the same | |
CN109671729B (en) | Detection unit, manufacturing method thereof and flat panel detector | |
US9041134B2 (en) | Solid-state imaging device | |
US6545258B2 (en) | Photo-sensor cross-section for increased quantum efficiency | |
JP2009010288A (en) | Semiconductor device | |
KR100516950B1 (en) | Photodiode | |
JP2004320065A (en) | Photodiode | |
JP2004320066A (en) | Photodiode | |
JP3342291B2 (en) | Integrated circuit with built-in photodiode | |
US9947706B2 (en) | Semiconductor device having a light receiving element | |
JP5044319B2 (en) | Semiconductor device | |
WO2023281834A1 (en) | Light receiving device, x-ray imaging device, and electronic equipment | |
JP2852222B2 (en) | Optical semiconductor integrated circuit device | |
CN209461463U (en) | A kind of semiconductor structure of back-illuminated detectors | |
KR0136730B1 (en) | Jp/ semiconductor device | |
JP4873964B2 (en) | Photoelectric conversion device and image sensor | |
JPH0369173A (en) | Photocoupler | |
JPS5869176A (en) | Solid-state image pickup device | |
JPH07335932A (en) | Optical device | |
JP2016152272A (en) | Photodetection semiconductor device having light-receiving element | |
JPH04239171A (en) | Semiconductor device | |
CN116093121A (en) | N-channel metal oxide semiconductor structure and manufacturing method thereof |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040819 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20061013 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20061024 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20071009 |