JP2717839B2 - 光半導体装置 - Google Patents
光半導体装置Info
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- JP2717839B2 JP2717839B2 JP6594989A JP6594989A JP2717839B2 JP 2717839 B2 JP2717839 B2 JP 2717839B2 JP 6594989 A JP6594989 A JP 6594989A JP 6594989 A JP6594989 A JP 6594989A JP 2717839 B2 JP2717839 B2 JP 2717839B2
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、測距装置に使用する光点位置検出機能を有
する光半導体装置に関するものである。
する光半導体装置に関するものである。
（従来の技術） まず、三角測量法による測距原理について、第５図に
より説明する。同図は測距装置の構成図で、光源となる
LED1の放射光をレンズ２で集束して、被写体３または４
の上に微小スポットとして照射する。被写体３または４
上の微小スポットの反射光をレンズ５で集束して、光半
導体装置６の表面にやはり微小な光点として結像する。
近い被写体３から遠い被写体４に移動すると、光点は矢
印Ａの方向に移動する。
より説明する。同図は測距装置の構成図で、光源となる
LED1の放射光をレンズ２で集束して、被写体３または４
の上に微小スポットとして照射する。被写体３または４
上の微小スポットの反射光をレンズ５で集束して、光半
導体装置６の表面にやはり微小な光点として結像する。
近い被写体３から遠い被写体４に移動すると、光点は矢
印Ａの方向に移動する。
次に、従来の光半導体装置について、第２図ないし第
４図により説明する。
４図により説明する。
第２図（ａ）および（ｂ）は、光半導体装置として用
いられる多分割ホトダイオードの平面図および側面断面
図で、説明を簡単にするため２分割した場合を示したも
のである。第２図（ｂ）において、２分割ホトダイオー
ドは、裏面にn+領域７を形成したｎ形高抵抗領域８から
なる半導体基板の表面に、２箇所のｐ形抵抗領域を形成
した２個のpn結合ホトダイオード９および10で構成され
ている。なお、裏面に陰極電極11が、また、上記のホト
ダイオード９および10を絶縁膜12で覆った上に、それぞ
れの陽極電極13および14が形成されている。
いられる多分割ホトダイオードの平面図および側面断面
図で、説明を簡単にするため２分割した場合を示したも
のである。第２図（ｂ）において、２分割ホトダイオー
ドは、裏面にn+領域７を形成したｎ形高抵抗領域８から
なる半導体基板の表面に、２箇所のｐ形抵抗領域を形成
した２個のpn結合ホトダイオード９および10で構成され
ている。なお、裏面に陰極電極11が、また、上記のホト
ダイオード９および10を絶縁膜12で覆った上に、それぞ
れの陽極電極13および14が形成されている。
このように構成された２分割ホトダイオードを第５図
に示した光半導体装置６として使用した時の電流出力を
第４図（ａ）に示す。第４図（ａ）では、被写体が無限
遠から近寄る時の光点の移動方向をｘ方向として横軸に
とり、各ホトダイオード９および10の出力を縦軸にとっ
て示した。即ち、出力するホトダイオード９または10に
よって、被写体３および４までの距離を範囲として検出
する。
に示した光半導体装置６として使用した時の電流出力を
第４図（ａ）に示す。第４図（ａ）では、被写体が無限
遠から近寄る時の光点の移動方向をｘ方向として横軸に
とり、各ホトダイオード９および10の出力を縦軸にとっ
て示した。即ち、出力するホトダイオード９または10に
よって、被写体３および４までの距離を範囲として検出
する。
次に、第３図（ａ）および（ｂ）に、もう一つの光半
導体装置として用いられる一次元光点位置検出素子の平
面図および側面断面図を示す。第３図（ｂ）において、
一次元光点位置検出素子は、裏面にn+領域15を形成した
ｎ形高抵抗領域16からなる半導体基板の表面に、短冊状
のｐ形高抵抗領域17およびその両端のp+領域18および19
を形成し、さらに、裏面に陰極電極20が、表面を絶縁膜
21で覆った上にp+領域18および19に接続された陽極電極
22および23がそれぞれ形成されている。
導体装置として用いられる一次元光点位置検出素子の平
面図および側面断面図を示す。第３図（ｂ）において、
一次元光点位置検出素子は、裏面にn+領域15を形成した
ｎ形高抵抗領域16からなる半導体基板の表面に、短冊状
のｐ形高抵抗領域17およびその両端のp+領域18および19
を形成し、さらに、裏面に陰極電極20が、表面を絶縁膜
21で覆った上にp+領域18および19に接続された陽極電極
22および23がそれぞれ形成されている。
このように構成された一次元光点位置検出素子を第５
図に示した光半導体装置６として使用する時、陽極電極
22および23からの光電流をそれぞれI1およびI2として、
第４図（ａ）と同様に、光点をｘ方向に移動した場合の の変化を第４図（ｂ）に示す。電流出力 被写体が遠方から近付く光点の移動に対して直線増加す
る。従って、被写体３および４までの距離の変化を連続
的に検出することができる。
図に示した光半導体装置６として使用する時、陽極電極
22および23からの光電流をそれぞれI1およびI2として、
第４図（ａ）と同様に、光点をｘ方向に移動した場合の の変化を第４図（ｂ）に示す。電流出力 被写体が遠方から近付く光点の移動に対して直線増加す
る。従って、被写体３および４までの距離の変化を連続
的に検出することができる。
（発明が解決しようとする課題） しかしながら、多分割ホトダイオードの場合、S/Nは
よいが距離の検出は段階的となり、逆に、一次元光点位
置検出素子は連続的に検出できるがS/Nが悪いという問
題があった。このため、測距システムの光学系のマッチ
ングにより、光学設計上規制を受けざるを得ない。
よいが距離の検出は段階的となり、逆に、一次元光点位
置検出素子は連続的に検出できるがS/Nが悪いという問
題があった。このため、測距システムの光学系のマッチ
ングにより、光学設計上規制を受けざるを得ない。
本発明は上記の問題を解決するもので、多分割ホトダ
イオードと一次元光点位置検出素子の二つの機能を共に
有し、光学系選択の自由度が大きい光半導体装置を提供
するものである。
イオードと一次元光点位置検出素子の二つの機能を共に
有し、光学系選択の自由度が大きい光半導体装置を提供
するものである。
（課題を解決するための手段） 上記の課題を解決するために、本発明は、上層部に多
分割ホトダイオードを、また、下層部に一次元光点位置
検出素子を形成した二層構造とするものである。即ち、
一導電形の半導体基板領域と、前記半導体基板領域上の
逆導電形領域とを有し、前記逆導電形領域を、前記半導
体基板領域と、前記半導体基板領域と同一導電形の半導
体領域とで埋め込み、前記同一導電形の半導体領域に、
前記埋め込まれた逆導電形領域に接続された電極及び、
前記電極と分離して、前記埋め込まれた逆導電形領域と
対向して配置された逆導電形領域に接続された電極とを
設けた構成とする。
分割ホトダイオードを、また、下層部に一次元光点位置
検出素子を形成した二層構造とするものである。即ち、
一導電形の半導体基板領域と、前記半導体基板領域上の
逆導電形領域とを有し、前記逆導電形領域を、前記半導
体基板領域と、前記半導体基板領域と同一導電形の半導
体領域とで埋め込み、前記同一導電形の半導体領域に、
前記埋め込まれた逆導電形領域に接続された電極及び、
前記電極と分離して、前記埋め込まれた逆導電形領域と
対向して配置された逆導電形領域に接続された電極とを
設けた構成とする。
（作 用） 上記の二層構造により、光学設計上連続した正確な測
距を必要とする場合は下層部の一次元光点位置検出素子
を使用し、段階的な距離区分別の測距で充分な場合は上
層部の多分割ホトダイオードを使用するなど、使用なら
びに設計の自由度が広い光半導体装置が得られる。
距を必要とする場合は下層部の一次元光点位置検出素子
を使用し、段階的な距離区分別の測距で充分な場合は上
層部の多分割ホトダイオードを使用するなど、使用なら
びに設計の自由度が広い光半導体装置が得られる。
そして、逆導電形領域上の同一導電形の半導体領域が
外部光等の紫外線をカットするので、下層部の一次元光
点位置検出素子は、S/N比の高い光半導体装置となる。
外部光等の紫外線をカットするので、下層部の一次元光
点位置検出素子は、S/N比の高い光半導体装置となる。
（実施例） 本発明の一実施例を、第１図（ａ），（ｂ）および
（ｃ）により説明する。第１図（ａ）図は本発明による
光半導体装置の平面図、第１図（ｂ）図は下層部の一次
元光点位置検出素子の上面を示す平面断面図、第１図
（ｃ）は側面断面図である。
（ｃ）により説明する。第１図（ａ）図は本発明による
光半導体装置の平面図、第１図（ｂ）図は下層部の一次
元光点位置検出素子の上面を示す平面断面図、第１図
（ｃ）は側面断面図である。
まず、本発明による光半導体装置を形成するにあた
り、光点位置検出素子の量子効率を高めるために、内部
がｎ形高抵抗領域24となるように抵抗率1000Ω・cmの半
導体基板を用い、その裏面にリンを表面濃度１×1019cm
-3,深さ５μｍに拡散してn+領域25を形成した。次に、
光点位置検出素子の受光面として、上記の半導体基板の
表面に1.0×1012cm-2のボロンイオン注入を行い、幅1m
m,長さ3mmのｐ形高抵抗領域26を形成する。続いて、上
記のｐ形高抵抗領域26の両端に陽極電極を形成するため
に、ボロンを表面濃度1018cm3で拡散し、p+領域27およ
び28を形成した。
り、光点位置検出素子の量子効率を高めるために、内部
がｎ形高抵抗領域24となるように抵抗率1000Ω・cmの半
導体基板を用い、その裏面にリンを表面濃度１×1019cm
-3,深さ５μｍに拡散してn+領域25を形成した。次に、
光点位置検出素子の受光面として、上記の半導体基板の
表面に1.0×1012cm-2のボロンイオン注入を行い、幅1m
m,長さ3mmのｐ形高抵抗領域26を形成する。続いて、上
記のｐ形高抵抗領域26の両端に陽極電極を形成するため
に、ボロンを表面濃度1018cm3で拡散し、p+領域27およ
び28を形成した。
このようにして、下層部の一次元光点位置検出素子を
形成したのち、エピタキシャル成長を行い、抵抗率10Ω
・cmの厚さ５μｍのｎ形半導体領域29を成長させた。
形成したのち、エピタキシャル成長を行い、抵抗率10Ω
・cmの厚さ５μｍのｎ形半導体領域29を成長させた。
次に、p+領域27,28上のｎ形半導体領域中にこれを貫
通してp+領域27′と28′を形成したのち、上記のｎ形半
導体領域29の表面中央部に、それぞれ幅1mm,長さ1.2mm
を有する２個のｐ形抵抗領域を0.2mmの間隔で並行に形
成し、２個のpn結合のホトダイオード30および31を形成
し、上層部の２分割ホトダイオードを構成した。
通してp+領域27′と28′を形成したのち、上記のｎ形半
導体領域29の表面中央部に、それぞれ幅1mm,長さ1.2mm
を有する２個のｐ形抵抗領域を0.2mmの間隔で並行に形
成し、２個のpn結合のホトダイオード30および31を形成
し、上層部の２分割ホトダイオードを構成した。
さらに、下層部の一次元光点位置検出素子の裏面に陰
極電極32を、上層部の２分割ホトダイオードの表面を覆
う絶縁膜33の上に一次元光点位置検出素子のp+領域27′
および28′に接続される陽極電極34および35と、２分割
ホトダイオードの２個のホトダイオード30および31に接
続される陽極電極36および37をそれぞれ形成した。
極電極32を、上層部の２分割ホトダイオードの表面を覆
う絶縁膜33の上に一次元光点位置検出素子のp+領域27′
および28′に接続される陽極電極34および35と、２分割
ホトダイオードの２個のホトダイオード30および31に接
続される陽極電極36および37をそれぞれ形成した。
光源１として用いたLEDの波長900nmの赤外線は、エピ
タキシャル成長で形成したｎ形半導体領域29を透過する
ので、下層部の一次元光点位置検出素子の電流比による
位置検出ができた。
タキシャル成長で形成したｎ形半導体領域29を透過する
ので、下層部の一次元光点位置検出素子の電流比による
位置検出ができた。
なお、上層部の多分割ホトダイオードと下層部の一次
元光点位置検出素子の電極方向を同一方向に形成した
が、互いに直交する構造にすると二次元的な位置検出が
可能となり、さらに光学設計上の自由度を広げる効果が
ある。
元光点位置検出素子の電極方向を同一方向に形成した
が、互いに直交する構造にすると二次元的な位置検出が
可能となり、さらに光学設計上の自由度を広げる効果が
ある。
（発明の効果） 上記説明したように、本発明によれば、多分割ホトダ
イオードと一次元光点位置検出素子の双方の機能とを同
時に有し、光検出領域である逆導電形領域の上の同一導
電形の半導体領域が外部光等の紫外線をカットするの
で、下層部の一次元光点位置検出素子からは、S/N比の
高い電気信号を得ることができる。さらに、互いに直交
する方向に組み合わせることにより二次元的な位置検出
も可能となるため、測距装置の光学設計に広い自由度を
もたらす光半導体装置が得られる。
イオードと一次元光点位置検出素子の双方の機能とを同
時に有し、光検出領域である逆導電形領域の上の同一導
電形の半導体領域が外部光等の紫外線をカットするの
で、下層部の一次元光点位置検出素子からは、S/N比の
高い電気信号を得ることができる。さらに、互いに直交
する方向に組み合わせることにより二次元的な位置検出
も可能となるため、測距装置の光学設計に広い自由度を
もたらす光半導体装置が得られる。
第１図（ａ），（ｂ）および（ｃ）は本発明による光半
導体装置の平面図，下層部の一次元光点位置検出素子の
上面を示す平面断面図および全体の側面断面図、第２図
（ａ）および（ｂ）は従来の２分割ホトダイオードの平
面図および側面断面図、第３図（ａ）および（ｂ）は従
来の一次元光点位置検出素子の平面図および側面断面
図、第４図（ａ）および（ｂ）はそれぞれ２分割ホトダ
イオードおよび一次元光点位置検出素子の特性図、第５
図は測距装置の測定原理を示す構成図である。 １……光源（LED）、2,5……レンズ、3,4……被写体、
６……光半導体装置、7,15,25……n+領域、8,16,24……
ｎ形高抵抗領域、9,10,30,31……ホトダイオード、11,2
0,32……陰極電極、12,21,33……絶縁膜、13,14,22,23,
34,35,36,37……陽極電極、17,26……ｐ形高抵抗領域、
18,19,27,27′,28,28′……p+領域、29……ｎ形半導体
領域。
導体装置の平面図，下層部の一次元光点位置検出素子の
上面を示す平面断面図および全体の側面断面図、第２図
（ａ）および（ｂ）は従来の２分割ホトダイオードの平
面図および側面断面図、第３図（ａ）および（ｂ）は従
来の一次元光点位置検出素子の平面図および側面断面
図、第４図（ａ）および（ｂ）はそれぞれ２分割ホトダ
イオードおよび一次元光点位置検出素子の特性図、第５
図は測距装置の測定原理を示す構成図である。 １……光源（LED）、2,5……レンズ、3,4……被写体、
６……光半導体装置、7,15,25……n+領域、8,16,24……
ｎ形高抵抗領域、9,10,30,31……ホトダイオード、11,2
0,32……陰極電極、12,21,33……絶縁膜、13,14,22,23,
34,35,36,37……陽極電極、17,26……ｐ形高抵抗領域、
18,19,27,27′,28,28′……p+領域、29……ｎ形半導体
領域。
Claims (1)
- 【請求項１】一導電形の半導体基板領域と、前記半導体
基板領域上の逆導電形領域とを有し、前記逆導電形領域
を、前記半導体基板領域と、前記半導体基板領域と同一
導電形の半導体領域とで埋め込み、前記同一導電形の半
導体領域に、前記埋め込まれた逆導電形領域に接続され
た電極及び、前記電極と分離して、前記埋め込まれた逆
導電形領域と対向して配置された逆導電形領域に接続さ
れた電極とを設けた光半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6594989A JP2717839B2 (ja) | 1989-03-20 | 1989-03-20 | 光半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6594989A JP2717839B2 (ja) | 1989-03-20 | 1989-03-20 | 光半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02246168A JPH02246168A (ja) | 1990-10-01 |
| JP2717839B2 true JP2717839B2 (ja) | 1998-02-25 |
Family
ID=13301737
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6594989A Expired - Lifetime JP2717839B2 (ja) | 1989-03-20 | 1989-03-20 | 光半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2717839B2 (ja) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3108528B2 (ja) * | 1992-05-28 | 2000-11-13 | 株式会社東芝 | 光位置検出半導体装置 |
| JP2793085B2 (ja) * | 1992-06-25 | 1998-09-03 | 三洋電機株式会社 | 光半導体装置とその製造方法 |
| JP2799540B2 (ja) * | 1993-04-19 | 1998-09-17 | シャープ株式会社 | 受光素子 |
| US5360987A (en) * | 1993-11-17 | 1994-11-01 | At&T Bell Laboratories | Semiconductor photodiode device with isolation region |
| JP3069631B2 (ja) * | 1994-08-24 | 2000-07-24 | セイコーインスツルメンツ株式会社 | 光電変換半導体装置の製造方法 |
| US6228750B1 (en) | 1994-12-30 | 2001-05-08 | Lucent Technologies | Method of doping a semiconductor surface |
| JP3170463B2 (ja) * | 1996-09-30 | 2001-05-28 | シャープ株式会社 | 回路内蔵受光素子 |
| JP4220058B2 (ja) | 1998-06-30 | 2009-02-04 | 浜松ホトニクス株式会社 | 半導体位置検出器 |
| JP2001068724A (ja) * | 1999-08-25 | 2001-03-16 | Hamamatsu Photonics Kk | 測距装置 |
| SE519103C2 (sv) * | 2000-06-02 | 2003-01-14 | Sitek Electro Optics Ab | Strålningspositionsdetektor |
| KR100424366B1 (ko) * | 2001-10-10 | 2004-03-24 | (주)비토넷 | 이산분포형 확산층을 갖는 포토 다이오드와 제조방법 및이를 이용한 회로기판 및 전자기기 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6356966A (ja) * | 1986-08-28 | 1988-03-11 | Nissan Motor Co Ltd | 光位置検出素子 |
| JPH0783134B2 (ja) * | 1987-07-31 | 1995-09-06 | 松下電子工業株式会社 | 光電変換装置 |
-
1989
- 1989-03-20 JP JP6594989A patent/JP2717839B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02246168A (ja) | 1990-10-01 |
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