JP2018195703A - 光電センサ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】フォトダイオードPDは、光を受光する受光部、及び受光部の周囲に設けられた、遮光メタル層M1−1〜M1−4,M2−1,M2−2で遮光された遮光領域を有し、さらに、ポリシリコン層106,107により、M1−1とM1−4の間の遮光領域に、容量が形成された構造を有する。IV回路の信号ライン105−1は、遮光メタル層M1−4に接続され、シールドライン105−3は、遮光メタル層M2−1に接続される。
【選択図】図4
Description
実施の形態1.
まず、この発明の実施の形態1に係る光電センサが有する受光回路の全体構成について説明する。この受光回路は、等価回路としては図2に示す受光回路と同じであるため、図2を用いて説明を行う。
受光回路は、例えば図2に示すように、フォトダイオードPD、OPアンプU1、電源V1、抵抗R1、容量C1、ダイオードD1、容量C2、抵抗R2及び定電圧源Vccを備えている。なお、OPアンプU1、電源V1、抵抗R1、容量C1及びダイオードD1は、IV回路を構成する。
この受光回路では、図3に示すように、P型基板(P−SUB)101上に、拡散層であるNウェル(N−WELL)102−1が形成されている。このP型基板101とNウェル102−1との間のpn接合によりフォトダイオードPDが構成される。
また、P型基板101上のNウェル102−1の周辺には、Nウェル102−2が形成されている。
また、Nウェル102−2上には、絶縁層を介して、遮光メタル層M1−2が形成されている。
また、P型基板101上のNウェル102−1とNウェル102−2との間の領域には、絶縁層を介して、遮光メタル層M1−3が形成されている。
また、Nウェル102−2と遮光メタル層M1−2は、コンタクト103−2により接続されている。
また、P型基板101上のNウェル102−1とNウェル102−2との間の領域と遮光メタル層M1−3は、コンタクト103−3により接続されている。
また、遮光メタル層M1−2上には、絶縁層を介して、遮光メタル層M2−2が形成されている。
また、遮光メタル層M1−3と遮光メタル層M2−1との間には、ビア104−1が接続されている。
また、遮光メタル層M1−2には、電源ライン105−2が接続されている。この電源ライン105−2は、フォトダイオードPDの周辺に存在する電源が接続される。
また、遮光メタル層M2−2には、GNDライン105−4が接続されている。GNDライン105−4は、フォトダイオードPDの周辺の遮光メタル層M2−2を安定した電圧(GND)に落とすためのラインである。
このシールドライン105−3及びGNDライン105−4により、外部からフォトダイオードPDへのノイズを除去する。
そこで、実施の形態1に係る受光回路では、図4に示すように、遮光領域に2層のポリシリコン層106,107を用いて図2に示す容量結合用の容量C2を形成する。
なお、近年の半導体プロセスでは、2層のポリシリコン層を利用できる場合が多く、図4に示す構成を実現可能である。また、2層のポリシリコン層106,107を用いることで、精度のよい容量C2を作製できる。
実施の形態1では、容量C2が2層のポリシリコン層106,107から構成される場合を示した。それに対し、実施の形態2では、容量C2がMIM(メタルインシュレータメタル)108で構成される場合を示す。
図6はこの発明の実施の形態2に係る受光回路のフォトダイオード周辺の断面構造例を示す図である。この図6に示す実施の形態2に係る断面構造例では、図4に示す断面構造例に対し、ポリシリコン層106,107、遮光メタル層M1−4及びコンタクト103−4,103−5を取除き、MIM108、遮光メタル層M3−1,M3−2,M4−1、ビア104−2,109−1,109−2,110−1を追加している。その他の構成は同様であり、同一の符号を付してその説明を省略する。
遮光メタル層M3−1は、MIM108上の一部に絶縁層を介して形成されている。
遮光メタル層M3−2は、遮光メタル層M2−1,M2−2、及びMIM108上の一部に絶縁層を介して形成されている。
遮光メタル層M4−1は、遮光メタル層M3−1,3−2上に絶縁層を介して形成されている。
ビア109−1は、MIM108と遮光メタル層M3−1とを接続する。
ビア109−2は、遮光メタル層M2−1と遮光メタル層M3−2とを接続する。
ビア110−1は、遮光メタル層M3−2と遮光メタル層M4−1とを接続する。
また、シールドライン105−3は、遮光メタル層M4−1に接続されている。
102−1,102−2 Nウェル
103−1〜103−5 コンタクト
104−1,104−2 ビア
105−1 信号ライン
105−2 電源ライン
105−3 シールドライン
105−4 GNDライン
106,107 ポリシリコン層
108 MIM
109−1,109−2 ビア
110−1 ビア
111 N型基板
112−1,112−2 Pウェル
Claims (3)
- フォトダイオードと電流電圧変換回路とが容量により容量結合され、集積回路に搭載された受光回路を備え、
前記フォトダイオードは、光を受光する受光部、及び当該受光部の周囲に設けられ、遮光メタル層で遮光された遮光領域を有し、
前記容量は、前記遮光領域に形成された
ことを特徴とする光電センサ。 - 前記容量は、2層のポリシリコン層から成る
ことを特徴とする請求項1記載の光電センサ。 - 前記容量は、メタルインシュレータメタルから成る
ことを特徴とする請求項1記載の光電センサ。
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