JP2757985B2 - 受光装置とその製造方法 - Google Patents
受光装置とその製造方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】
以下の順序に従って本発明を説明する。
A.産業上の利用分野
B.発明の概要
C.従来技術［第５図、第６図］
a.技術的背景［第５図］
B.従来例［第６図］
D.発明が解決しようとする問題点［第７図乃至第10図］
E.問題点を解決するための手段
F.作用
G.実施例［第１図乃至第４図］
a.受光装置の構造［第１図］
b.受光装置の製造方法［第２図］
c.特性［第３図、第４図］
H.発明の効果
（A.産業上の利用分野）
本発明は、受光装置、特に複数の受光素子によって形
成された一つの受光領域を有する受光素子装置と、その
製造方法に関する。 （B.発明の概要） 本発明受光装置は、複数の受光素子によって形成され
た一つの受光領域を有する受光装置において、 受光素子間上に入射した光に対する感度、特に低い周
波数成分の光に対する感度を良好にするため、 各受光素子間上にも透過性被膜を形成して受光素子間
における受光感度を受光素子における受光感度まで高め
てジッタを低減してなるものであり、 本発明受光装置の製造方法は、上記受光素子装置を製造
するために、 半導体基板の該フィールド絶縁膜を選択的にエッチン
グすることにより複数の受光素子形成用窓部を形成し、
該基板表面部の該各受光素子形成用窓部を通じて露出す
る部分にそれぞれ受光素子を形成し、上記フィールド絶
縁膜と、受光素子形成過程で該半導体基板表面上に形成
された絶縁膜を除去し、その後、該半導体基板の受光素
子及び各受光素子間上に透過性被膜を形成するものであ
る。 （C.従来技術）第５図、第６図］ （a.技術的背景）［第５図］ コンパクトディスクプレーヤには、ディスクの信号面
に形成されたピットの有無を検出する光ピックアップが
信号読取装置として用いられる。 光ピックアップはレーザから発射したレーザビームを
ディスクの信号面に照射して信号、つまりピットの有無
によって変調された反射光を得てそれを受光装置によっ
て受光することにより信号の読み取りを行うものであ
る。 第５図はその光ピックアップに用いられる受光装置の
一例を示す平面図である。 この受光装置は３つの受光領域を有し、第１の受光領
域P1は４個のフォトダイオードＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄを近接し
て配置してなり、該受光領域P1にてピットの有無で変調
されたレーザビームを受光し、音声信号の再生に供する
と共にフォーカスサーボにも供する。第２の受光領域P2
はフォトダイオードＥからなり、受光領域P3はフォトダ
イオードＦからなる。このフォトダイオードＥ、Ｆから
なる第２、第３の受光領域P2、P3は２つの副ビームを検
出してトラッキングを行う役割を果たす。 ところで、上記第１の受光領域P1は非点収差法による
フォーカス検出を行うために近接して配置した４つのフ
ォトダイオードＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄにより構成されているの
であり、非点収差法はシリンドリカルレンズを用いてレ
ーザビームを単一方向にのみ集光し、フォーカス状態で
はビームスポットが真円になり、デフォーカス状態でビ
ームスポットが楕円になり、ディスクが近すぎるときと
遠すぎるときとで楕円の長軸の向きが90°異なることを
利用しており、矩形の受光領域P1の対角線上に配置され
たフォトダイオードＡとＣとの、そしてフォトダイオー
ドＢとＤとの出力の和どうしを比較することによりビー
ムスポットが真円或いはどの方向に長い楕円であるかを
検出している。 （b.従来例）［第６図］ 第６図はそのような光ピックアップ用受光装置の従来
の断面構造を拡大して示すものであり、この断面の位置
は第５図の６−６線にあたる。第６図において、ａはＮ
+型のシリコン半導体基板、ｂは該基板ａ表面上に形成
されたＮ-型半導体層、ｃは半導体層ｂの表面上に表面
上に形成されたSiO2からなるフィールド絶縁膜（膜厚70
00Å）、ｄは該フィールド絶縁膜ｃを選択的にエッチン
グすることにより形成されたフォトダイオード形成用窓
部、ｅは該窓部ｄを通じて半導体層ｂ表面部にＰ型不純
物を拡散することにより形成されたＰ+型半導体領域
で、第６図における左側の半導体領域ｅ（Ａ）がフォト
ダイオードＡを構成するＰ+型半導体領域、同図におけ
る右側の半導体領域ｅ（Ｂ）がフォトダイオードＢを構
成するＰ型半導体領域である。 ｆはＰ型半導体領域ｅ形成用の窓部ｄに形成されたSi
O2膜（膜厚2000Å）、ｇはフィールド絶縁膜ｃ及びSiO2
膜ｆ上に全面的に形成されたナイトライド膜（膜厚3000
〜4000Å）である。 上記ナイトライド膜ｇは、自身ｇと窓部ｄを覆う約20
00Åの厚さのSiO2膜ｆによって無反射条件を満たす透過
性被膜ｈを構成するために形成したものであり、ナイト
ライド膜ｇは約3000〜4000Åの膜厚にすると約2000Åの
SiO2膜ｆとで無反射条件を満たす透過性被膜ｈを形成す
ることができる。従って、窓部ｄ内に反射された光はそ
のナイトライド膜ｇとSiO2膜ｆとからなるフォトダイオ
ードＡ、Ｂ等によって受光される。尚、フォトダイオー
ド間上には7000Åのフィールド絶縁膜ｃが存在し、その
上にナイトライド膜ｇが存在しているが、7000Åのフィ
ールド絶縁膜ｃと3000〜4000Åのナイトライド膜ｇから
は無反射条件を満たさない被膜、即ち、反射性被膜ｉが
形成される。従って、フォトダイオードＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ
間上に入射した光は反射性被膜ｉによって反射され、フ
ォトダイオードＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄによって受光されること
はない。 （D.発明が解決しようとする問題点）［第７図乃至第10
図］ ところで、コンパクトディスクプレーヤにおいてはジ
ッタが問題になっていた。このジッタとは第７図に示す
ような受光領域P1で検出されたRF信号のゼロクロス点の
ずれのことをいう。即ち、受光領域P1で検出されたPF信
号の波形は第７図に示すようなアイパターンと称される
波形になり、時間軸上に所定の時間間隔をおいて存在す
るゼロクロス点でゼロクロスしなければならないように
なっており、どのゼロクロス点でゼロクロスするかによ
ってピットの長さが判断できる。 ところが、実際にはアイパターンが本来ゼロクロスす
べきゼロクロス点からずれた点でゼロクロスしてしまい
読み取り性能が低下してしまうという問題があった。第
８図は第７図における１つのゼロクロス部を拡大して
示すジッタの説明図であり、実線が本来あるべきパター
ンを示し、破線が実際のパターンを示すものであり、本
来ゼロクロスすべきゼロクロス点と実際のゼロクロス点
とのずれΔｔをジッタと称する。そして、このジッタΔ
ｔが大きくなる程光ピックアップの読み取り性能が低下
するのでこのジッタΔｔを小さくする必要がある。ジッ
タΔｔはコンパクトディスクの加工精度が低い頃は非常
に大きかったが加工精度の著しい向上により比較的小さ
くなり、現在の加工精度の不充分さに起因するジッタは
もはやなくなったとまでいわれている。しかし、ジッタ
が完全になくなったわけではない。そこで、ジッタを０
にすべく研究を進めたところ受光領域P1における光学特
性がジッタと関連性を有することが判明した。この点に
ついて説明すると次のとおりである。 受光領域に入射されるところのRF信号により変調され
たレーザビームは、低い周波数成分がビームスポットの
中心部により多く分布し、高い周波数成分がビームスポ
ットの周縁部により多く分布し、そして、その周縁部に
分布する高い周波数がジッタを生ぜしめる性質を有する
ことが判明した。 一方、受光領域P1における感度分布は第９図に示すよ
うに中心部Ｏでは０になり、それから離れると所定の感
度を持つパターンになり、そして、従来においては中心
部における感度が０ないしはそれに近い非常に近い領
域、即ち、不感領域の幅が広かった。つまり、低い周波
数成分のビームを受ける中心部に不感領域が比較的広く
存在していた。そのため、周波数感度特性は第10図に示
すように低い周波数帯域、即ち低域で感度が大きく落ち
てしまうパターンになってしまう。従って、信号全体に
占めるジッタを起こす高い周波数成分の割合が比較的大
きく、このことがジッタをより小さくすることの大きな
妨げになっていた。 本発明はこのような問題点を解決すべく為されたもの
で、一つの受光領域を構成する複数の受光素子間の部分
に入射された光に対する感度を向上させることを目的と
する。 （E.問題点解決するための手段） 上記問題点を解決するため、本発明受光装置は、各受
光素子間上にも無反射条件を満たす膜厚の透過性被膜を
形成して受光素子間における受光感度を受光素子におけ
る受光感度まで高めてジッタを低減してなるものであ
る。 また、本発明受光装置の製造方法は、半導体基板の該
フィールド絶縁膜を選択的にエッチングすることにより
複数の受光素子形成用窓部を形成し、該基板表面部の該
各受光素子形成用窓部を通じて露出する部分にそれぞれ
受光素子を形成し、上記フィールド絶縁膜と、受光素子
形成過程で該半導体基板表面上に形成された絶縁膜を除
去し、その後、該半導体基板の受光素子及び各受光素子
間上に無反射条件を満たす膜厚の透過性被膜を形成する
ものである。 （F.作用） 本発明受光装置によれば、受光素子間上に入射された
光もそこで反射されることなく無反射条件を満たす膜厚
の透過性被膜を通って各受光素子の隣接する相手受光素
子側の部分に入射される光に対する感度を向上させるの
で、受光領域に入射した光による信号に占めるところの
ジッタ要因たる高周波帯域成分（高域成分）の割合を小
さくすることができる。従って、ジッタを小さくするこ
とができる。 また、本発明受光装置の製造方法によれば、受光素子
形成後、一旦半導体基板表面上のフィールド絶縁膜等の
絶縁膜を除去し、その後、改めて受光素子及び各受光素
子間上に無反射条件を満たす膜厚の透過性被膜を形成す
るので、上記本発明受光装置を製造することができる。 （G.実施例）［第１図乃至第４図］ 以下、本発明を図示実施例に従って詳細に説明する。 （a.受光装置の構造）［第１図］ 第１図は本発明受光装置の一つの実施例を示す断面図
である。 図面において、１はＮ+型のシリコン半導体基板、２
は該半導体基板１上に形成されたＮ-型の半導体層、３
は受光領域P1と他の受光領域とを遮ぎるＮ+型半導体領
域、４はフォトダイオードを構成するＰ型の半導体領域
で、４（Ａ）がフォトダイオードＡを、４（Ｂ）がフォ
トダイオードＢを、４（Ｅ）がフォトダイオードＥを、
４（Ｆ）がフォトダイオードＦを構成している。上記半
導体領域３及び４は半導体層２の表面部にＰ型不純物を
選択的に拡散することにより形成されたものである。５
は受光領域P1を構成するフォトダイオードＡとフォトダ
イオードＢとの間の部分である。 ６は半導体層２表面に直接且つ全面的に形成されたSi
O2膜で、2000Åの厚さを有している。７は該SiO2膜６上
に全面的に形成されたナイトライド膜で、3000〜4000Å
の膜厚を有している。上記SiO2膜６とナイトライド膜７
は無反射条件を満たす透過性被膜を構成し、この透過性
被膜が受光装置の表面に全面的に形成されている。従っ
て、受光領域P1を構成するフォトダイオードＡ、Ｂ、
Ｃ、Ｄ（Ｃ、Ｄは第１図に現れないので第５図参照のこ
と）上だけでなく、各フォトダイオード間５上も透過性
皮膜６、７によって被覆されており、この点で各フォト
ダイオード上しか透過性皮膜ｈで覆われていない第６図
に示した受光装置とは全く異なっている。 （b.受光装置の製造方法）［第２図］ 第２図（Ａ）乃至（Ｅ）は第１図に示した受光装置の
製造方法の一例（本発明受光装置の製造方法の一つの実
施例）を工程順に示す断面図である。 （Ａ） 表面にＮ-型半導体層２が形成されたＮ+型半導
体基板１を用意し、半導体層２の表面部に加熱酸化によ
りSiO2からなるフィールド絶縁膜８を形成した後該フィ
ールド絶縁膜８をフォトエッチングで選択的に除去する
ことによりフォトダイオード形成用の窓部９を形成す
る。第２図（Ａ）は窓部９形成後の状態を示す。 （Ｂ） 次に、上記窓部９を通じて半導体層２の表面部
にＰ型不純物を拡散してフォトダイオード４を形成す
る。10はその拡散の際、窓部９の表面に形成されたSiO2
膜である。第２図（Ｂ）は拡散処理によりフォトダイオ
ード４を形成した後の状態を示す。 （Ｃ） 次に、第２図（Ｃ）に示すように、半導体層２
上のフィールド絶縁膜８、SiO2膜10をすべて除去する。 （Ｄ） その後、加熱酸化により第２図（Ｄ）に示すよ
うに、半導体層２表面上に2000Åの膜厚のSiO2膜６を形
成する。 （Ｅ） しかる後、CVDにより第２図（Ｅ）に示すよう
にSiO2膜６上に3000〜4000Åの膜厚を有するナイトライ
ド膜７を形成することによって第１図に示すような受光
装置を得ることができる。 尚、半導体領域３は半導体領域４の形成の前または後
に半導体領域４の形成工程と同じような工程で形成する
ことができるので特に説明はしなかった （c.特性）［第３図、第４図］ 第１図に示すような受光装置は前述のとおり受光領域
P1を構成する各フォトダイオード間５上にも無反射条件
を満たす透過性皮膜６、７が形成されているので、フォ
トダイオード間５上に入射された光もその被膜６、７で
反射されることなくその被膜６、７を通り受光領域P1を
構成する各フォトダイオードＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの互いに隣
接するダイオード側の部分に入射し、そこで受光され
る。従って、受光領域P1の中心部Ｏ（第５図参照）にお
ける感度が上昇し、その結果、第３図に示すような感度
分布を得ることができる。この感度分布を第９図に示し
た従来の受光装置の感度分布と比較すると中心部Ｏにお
いて感度が低下している部分の幅が非常に狭くなってお
り、中心部Ｏ付近に入射した光も受光されることが明ら
かである。従って、受光領域P1の周波数感度特性は第４
図に示すようになり、第10図に示した従来の受光装置の
それとは低周波数帯域における感度低下がないという点
で異なっている。従って、受光領域P1において検出した
RF信号に占める高域成分の割合が従来の場合と比較して
少なくなり、延いてはジッタが少なくなる。 即ち、本発明を光ピックアップの受光装置に適用する
ことによってジッタを小さくすることができるのであ
る。実際には本発明の適用の結果ジッタの規格について
マージンが増え、その結果、歩留りが３％以上も向上す
るという形で効果が現れている。 また、透過性被膜は無反射条件を満たし、透過性を有
すれば必ずしもナイトライド膜とSiO2膜との二層構造に
しなければならないということはない。 （H.発明の効果） 以上に述べたように、本発明受光装置は、無反射条件
を満たす膜厚の透過性被膜で覆われた複数の受光素子を
形成した一つの受光領域を有し、該受光領域を構成する
上記複数の受光素子の出力から信号及びフォーカスエラ
ーを少なくとも検出する受光装置において、上記各受光
素子間上に無反射条件を満たす膜厚の透過性被膜を形成
し各受光素子間における受光感度を受光素子における感
度まで高めてジッタを低減してなることを特徴とする。 従って、本発明受光装置によれば、受光素子間上に入
射された光もそこで反射されることなく透過性被膜を通
って各受光素子の隣接する相手受光素子側の部分に入射
される光に対する感度を向上させるので、受光領域に入
射した光による信号に占めるところのジッタ要因たる高
周波帯域成分（高域成分）の割合を小さくすることがで
きる。従って、ジッタを小さくすることができる。 本発明受光装置の製造方法は、表面にフィールド絶縁
膜が全面的に形成された半導体基板の該フィールド絶縁
膜を選択的にエッチングすることにより複数の受光素子
形成用窓部を形成する工程と、上記半導体基板表面部の
上記各受光素子形成用窓部を通じて露出する部分にそれ
ぞれ受光素子を形成する工程と、上記半導体基板表面上
のフィールド絶縁膜と、上記受光素子形成過程で該半導
体基板表面上に形成された絶縁膜を除去する工程と、上
記半導体基板の受光素子及び各受光素子間上に無反射条
件を満たす膜厚の透過性被膜を形成する工程と、を有す
ることを特徴とする。 従って、本発明受光装置の製造方法によれば、受光素
子形成後、一旦半導体基盤表面上のフィールド絶縁膜等
の絶縁膜を除去し、その後、改めて受光素子及び各受光
素子間上に無反射条件を満たす膜厚の透過性被膜を形成
するので、上記本発明受光装置を製造することができ
る。
成された一つの受光領域を有する受光素子装置と、その
製造方法に関する。 （B.発明の概要） 本発明受光装置は、複数の受光素子によって形成され
た一つの受光領域を有する受光装置において、 受光素子間上に入射した光に対する感度、特に低い周
波数成分の光に対する感度を良好にするため、 各受光素子間上にも透過性被膜を形成して受光素子間
における受光感度を受光素子における受光感度まで高め
てジッタを低減してなるものであり、 本発明受光装置の製造方法は、上記受光素子装置を製造
するために、 半導体基板の該フィールド絶縁膜を選択的にエッチン
グすることにより複数の受光素子形成用窓部を形成し、
該基板表面部の該各受光素子形成用窓部を通じて露出す
る部分にそれぞれ受光素子を形成し、上記フィールド絶
縁膜と、受光素子形成過程で該半導体基板表面上に形成
された絶縁膜を除去し、その後、該半導体基板の受光素
子及び各受光素子間上に透過性被膜を形成するものであ
る。 （C.従来技術）第５図、第６図］ （a.技術的背景）［第５図］ コンパクトディスクプレーヤには、ディスクの信号面
に形成されたピットの有無を検出する光ピックアップが
信号読取装置として用いられる。 光ピックアップはレーザから発射したレーザビームを
ディスクの信号面に照射して信号、つまりピットの有無
によって変調された反射光を得てそれを受光装置によっ
て受光することにより信号の読み取りを行うものであ
る。 第５図はその光ピックアップに用いられる受光装置の
一例を示す平面図である。 この受光装置は３つの受光領域を有し、第１の受光領
域P1は４個のフォトダイオードＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄを近接し
て配置してなり、該受光領域P1にてピットの有無で変調
されたレーザビームを受光し、音声信号の再生に供する
と共にフォーカスサーボにも供する。第２の受光領域P2
はフォトダイオードＥからなり、受光領域P3はフォトダ
イオードＦからなる。このフォトダイオードＥ、Ｆから
なる第２、第３の受光領域P2、P3は２つの副ビームを検
出してトラッキングを行う役割を果たす。 ところで、上記第１の受光領域P1は非点収差法による
フォーカス検出を行うために近接して配置した４つのフ
ォトダイオードＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄにより構成されているの
であり、非点収差法はシリンドリカルレンズを用いてレ
ーザビームを単一方向にのみ集光し、フォーカス状態で
はビームスポットが真円になり、デフォーカス状態でビ
ームスポットが楕円になり、ディスクが近すぎるときと
遠すぎるときとで楕円の長軸の向きが90°異なることを
利用しており、矩形の受光領域P1の対角線上に配置され
たフォトダイオードＡとＣとの、そしてフォトダイオー
ドＢとＤとの出力の和どうしを比較することによりビー
ムスポットが真円或いはどの方向に長い楕円であるかを
検出している。 （b.従来例）［第６図］ 第６図はそのような光ピックアップ用受光装置の従来
の断面構造を拡大して示すものであり、この断面の位置
は第５図の６−６線にあたる。第６図において、ａはＮ
+型のシリコン半導体基板、ｂは該基板ａ表面上に形成
されたＮ-型半導体層、ｃは半導体層ｂの表面上に表面
上に形成されたSiO2からなるフィールド絶縁膜（膜厚70
00Å）、ｄは該フィールド絶縁膜ｃを選択的にエッチン
グすることにより形成されたフォトダイオード形成用窓
部、ｅは該窓部ｄを通じて半導体層ｂ表面部にＰ型不純
物を拡散することにより形成されたＰ+型半導体領域
で、第６図における左側の半導体領域ｅ（Ａ）がフォト
ダイオードＡを構成するＰ+型半導体領域、同図におけ
る右側の半導体領域ｅ（Ｂ）がフォトダイオードＢを構
成するＰ型半導体領域である。 ｆはＰ型半導体領域ｅ形成用の窓部ｄに形成されたSi
O2膜（膜厚2000Å）、ｇはフィールド絶縁膜ｃ及びSiO2
膜ｆ上に全面的に形成されたナイトライド膜（膜厚3000
〜4000Å）である。 上記ナイトライド膜ｇは、自身ｇと窓部ｄを覆う約20
00Åの厚さのSiO2膜ｆによって無反射条件を満たす透過
性被膜ｈを構成するために形成したものであり、ナイト
ライド膜ｇは約3000〜4000Åの膜厚にすると約2000Åの
SiO2膜ｆとで無反射条件を満たす透過性被膜ｈを形成す
ることができる。従って、窓部ｄ内に反射された光はそ
のナイトライド膜ｇとSiO2膜ｆとからなるフォトダイオ
ードＡ、Ｂ等によって受光される。尚、フォトダイオー
ド間上には7000Åのフィールド絶縁膜ｃが存在し、その
上にナイトライド膜ｇが存在しているが、7000Åのフィ
ールド絶縁膜ｃと3000〜4000Åのナイトライド膜ｇから
は無反射条件を満たさない被膜、即ち、反射性被膜ｉが
形成される。従って、フォトダイオードＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ
間上に入射した光は反射性被膜ｉによって反射され、フ
ォトダイオードＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄによって受光されること
はない。 （D.発明が解決しようとする問題点）［第７図乃至第10
図］ ところで、コンパクトディスクプレーヤにおいてはジ
ッタが問題になっていた。このジッタとは第７図に示す
ような受光領域P1で検出されたRF信号のゼロクロス点の
ずれのことをいう。即ち、受光領域P1で検出されたPF信
号の波形は第７図に示すようなアイパターンと称される
波形になり、時間軸上に所定の時間間隔をおいて存在す
るゼロクロス点でゼロクロスしなければならないように
なっており、どのゼロクロス点でゼロクロスするかによ
ってピットの長さが判断できる。 ところが、実際にはアイパターンが本来ゼロクロスす
べきゼロクロス点からずれた点でゼロクロスしてしまい
読み取り性能が低下してしまうという問題があった。第
８図は第７図における１つのゼロクロス部を拡大して
示すジッタの説明図であり、実線が本来あるべきパター
ンを示し、破線が実際のパターンを示すものであり、本
来ゼロクロスすべきゼロクロス点と実際のゼロクロス点
とのずれΔｔをジッタと称する。そして、このジッタΔ
ｔが大きくなる程光ピックアップの読み取り性能が低下
するのでこのジッタΔｔを小さくする必要がある。ジッ
タΔｔはコンパクトディスクの加工精度が低い頃は非常
に大きかったが加工精度の著しい向上により比較的小さ
くなり、現在の加工精度の不充分さに起因するジッタは
もはやなくなったとまでいわれている。しかし、ジッタ
が完全になくなったわけではない。そこで、ジッタを０
にすべく研究を進めたところ受光領域P1における光学特
性がジッタと関連性を有することが判明した。この点に
ついて説明すると次のとおりである。 受光領域に入射されるところのRF信号により変調され
たレーザビームは、低い周波数成分がビームスポットの
中心部により多く分布し、高い周波数成分がビームスポ
ットの周縁部により多く分布し、そして、その周縁部に
分布する高い周波数がジッタを生ぜしめる性質を有する
ことが判明した。 一方、受光領域P1における感度分布は第９図に示すよ
うに中心部Ｏでは０になり、それから離れると所定の感
度を持つパターンになり、そして、従来においては中心
部における感度が０ないしはそれに近い非常に近い領
域、即ち、不感領域の幅が広かった。つまり、低い周波
数成分のビームを受ける中心部に不感領域が比較的広く
存在していた。そのため、周波数感度特性は第10図に示
すように低い周波数帯域、即ち低域で感度が大きく落ち
てしまうパターンになってしまう。従って、信号全体に
占めるジッタを起こす高い周波数成分の割合が比較的大
きく、このことがジッタをより小さくすることの大きな
妨げになっていた。 本発明はこのような問題点を解決すべく為されたもの
で、一つの受光領域を構成する複数の受光素子間の部分
に入射された光に対する感度を向上させることを目的と
する。 （E.問題点解決するための手段） 上記問題点を解決するため、本発明受光装置は、各受
光素子間上にも無反射条件を満たす膜厚の透過性被膜を
形成して受光素子間における受光感度を受光素子におけ
る受光感度まで高めてジッタを低減してなるものであ
る。 また、本発明受光装置の製造方法は、半導体基板の該
フィールド絶縁膜を選択的にエッチングすることにより
複数の受光素子形成用窓部を形成し、該基板表面部の該
各受光素子形成用窓部を通じて露出する部分にそれぞれ
受光素子を形成し、上記フィールド絶縁膜と、受光素子
形成過程で該半導体基板表面上に形成された絶縁膜を除
去し、その後、該半導体基板の受光素子及び各受光素子
間上に無反射条件を満たす膜厚の透過性被膜を形成する
ものである。 （F.作用） 本発明受光装置によれば、受光素子間上に入射された
光もそこで反射されることなく無反射条件を満たす膜厚
の透過性被膜を通って各受光素子の隣接する相手受光素
子側の部分に入射される光に対する感度を向上させるの
で、受光領域に入射した光による信号に占めるところの
ジッタ要因たる高周波帯域成分（高域成分）の割合を小
さくすることができる。従って、ジッタを小さくするこ
とができる。 また、本発明受光装置の製造方法によれば、受光素子
形成後、一旦半導体基板表面上のフィールド絶縁膜等の
絶縁膜を除去し、その後、改めて受光素子及び各受光素
子間上に無反射条件を満たす膜厚の透過性被膜を形成す
るので、上記本発明受光装置を製造することができる。 （G.実施例）［第１図乃至第４図］ 以下、本発明を図示実施例に従って詳細に説明する。 （a.受光装置の構造）［第１図］ 第１図は本発明受光装置の一つの実施例を示す断面図
である。 図面において、１はＮ+型のシリコン半導体基板、２
は該半導体基板１上に形成されたＮ-型の半導体層、３
は受光領域P1と他の受光領域とを遮ぎるＮ+型半導体領
域、４はフォトダイオードを構成するＰ型の半導体領域
で、４（Ａ）がフォトダイオードＡを、４（Ｂ）がフォ
トダイオードＢを、４（Ｅ）がフォトダイオードＥを、
４（Ｆ）がフォトダイオードＦを構成している。上記半
導体領域３及び４は半導体層２の表面部にＰ型不純物を
選択的に拡散することにより形成されたものである。５
は受光領域P1を構成するフォトダイオードＡとフォトダ
イオードＢとの間の部分である。 ６は半導体層２表面に直接且つ全面的に形成されたSi
O2膜で、2000Åの厚さを有している。７は該SiO2膜６上
に全面的に形成されたナイトライド膜で、3000〜4000Å
の膜厚を有している。上記SiO2膜６とナイトライド膜７
は無反射条件を満たす透過性被膜を構成し、この透過性
被膜が受光装置の表面に全面的に形成されている。従っ
て、受光領域P1を構成するフォトダイオードＡ、Ｂ、
Ｃ、Ｄ（Ｃ、Ｄは第１図に現れないので第５図参照のこ
と）上だけでなく、各フォトダイオード間５上も透過性
皮膜６、７によって被覆されており、この点で各フォト
ダイオード上しか透過性皮膜ｈで覆われていない第６図
に示した受光装置とは全く異なっている。 （b.受光装置の製造方法）［第２図］ 第２図（Ａ）乃至（Ｅ）は第１図に示した受光装置の
製造方法の一例（本発明受光装置の製造方法の一つの実
施例）を工程順に示す断面図である。 （Ａ） 表面にＮ-型半導体層２が形成されたＮ+型半導
体基板１を用意し、半導体層２の表面部に加熱酸化によ
りSiO2からなるフィールド絶縁膜８を形成した後該フィ
ールド絶縁膜８をフォトエッチングで選択的に除去する
ことによりフォトダイオード形成用の窓部９を形成す
る。第２図（Ａ）は窓部９形成後の状態を示す。 （Ｂ） 次に、上記窓部９を通じて半導体層２の表面部
にＰ型不純物を拡散してフォトダイオード４を形成す
る。10はその拡散の際、窓部９の表面に形成されたSiO2
膜である。第２図（Ｂ）は拡散処理によりフォトダイオ
ード４を形成した後の状態を示す。 （Ｃ） 次に、第２図（Ｃ）に示すように、半導体層２
上のフィールド絶縁膜８、SiO2膜10をすべて除去する。 （Ｄ） その後、加熱酸化により第２図（Ｄ）に示すよ
うに、半導体層２表面上に2000Åの膜厚のSiO2膜６を形
成する。 （Ｅ） しかる後、CVDにより第２図（Ｅ）に示すよう
にSiO2膜６上に3000〜4000Åの膜厚を有するナイトライ
ド膜７を形成することによって第１図に示すような受光
装置を得ることができる。 尚、半導体領域３は半導体領域４の形成の前または後
に半導体領域４の形成工程と同じような工程で形成する
ことができるので特に説明はしなかった （c.特性）［第３図、第４図］ 第１図に示すような受光装置は前述のとおり受光領域
P1を構成する各フォトダイオード間５上にも無反射条件
を満たす透過性皮膜６、７が形成されているので、フォ
トダイオード間５上に入射された光もその被膜６、７で
反射されることなくその被膜６、７を通り受光領域P1を
構成する各フォトダイオードＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの互いに隣
接するダイオード側の部分に入射し、そこで受光され
る。従って、受光領域P1の中心部Ｏ（第５図参照）にお
ける感度が上昇し、その結果、第３図に示すような感度
分布を得ることができる。この感度分布を第９図に示し
た従来の受光装置の感度分布と比較すると中心部Ｏにお
いて感度が低下している部分の幅が非常に狭くなってお
り、中心部Ｏ付近に入射した光も受光されることが明ら
かである。従って、受光領域P1の周波数感度特性は第４
図に示すようになり、第10図に示した従来の受光装置の
それとは低周波数帯域における感度低下がないという点
で異なっている。従って、受光領域P1において検出した
RF信号に占める高域成分の割合が従来の場合と比較して
少なくなり、延いてはジッタが少なくなる。 即ち、本発明を光ピックアップの受光装置に適用する
ことによってジッタを小さくすることができるのであ
る。実際には本発明の適用の結果ジッタの規格について
マージンが増え、その結果、歩留りが３％以上も向上す
るという形で効果が現れている。 また、透過性被膜は無反射条件を満たし、透過性を有
すれば必ずしもナイトライド膜とSiO2膜との二層構造に
しなければならないということはない。 （H.発明の効果） 以上に述べたように、本発明受光装置は、無反射条件
を満たす膜厚の透過性被膜で覆われた複数の受光素子を
形成した一つの受光領域を有し、該受光領域を構成する
上記複数の受光素子の出力から信号及びフォーカスエラ
ーを少なくとも検出する受光装置において、上記各受光
素子間上に無反射条件を満たす膜厚の透過性被膜を形成
し各受光素子間における受光感度を受光素子における感
度まで高めてジッタを低減してなることを特徴とする。 従って、本発明受光装置によれば、受光素子間上に入
射された光もそこで反射されることなく透過性被膜を通
って各受光素子の隣接する相手受光素子側の部分に入射
される光に対する感度を向上させるので、受光領域に入
射した光による信号に占めるところのジッタ要因たる高
周波帯域成分（高域成分）の割合を小さくすることがで
きる。従って、ジッタを小さくすることができる。 本発明受光装置の製造方法は、表面にフィールド絶縁
膜が全面的に形成された半導体基板の該フィールド絶縁
膜を選択的にエッチングすることにより複数の受光素子
形成用窓部を形成する工程と、上記半導体基板表面部の
上記各受光素子形成用窓部を通じて露出する部分にそれ
ぞれ受光素子を形成する工程と、上記半導体基板表面上
のフィールド絶縁膜と、上記受光素子形成過程で該半導
体基板表面上に形成された絶縁膜を除去する工程と、上
記半導体基板の受光素子及び各受光素子間上に無反射条
件を満たす膜厚の透過性被膜を形成する工程と、を有す
ることを特徴とする。 従って、本発明受光装置の製造方法によれば、受光素
子形成後、一旦半導体基盤表面上のフィールド絶縁膜等
の絶縁膜を除去し、その後、改めて受光素子及び各受光
素子間上に無反射条件を満たす膜厚の透過性被膜を形成
するので、上記本発明受光装置を製造することができ
る。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明受光装置の一つの実施例を示す断面図、
第２図（Ａ）乃至（Ｅ）は第１図に示した受光装置の製
造方法の一例（本発明受光装置の製造方法の第１の実施
例）を工程順に示す断面図、第３図は本発明により得る
ことができた感度分布特性を示す感度分布曲線図、第４
図は本発明により得ることができた周波数感度特性を示
す周波数感度特性曲線図、第５図は技術的背景を説明す
るための受光装置の平面図、第６図は受光装置の従来に
おける断面構造を示す断面図、第７図乃至第10図は発明
が解決しようとする問題点を説明するためのもので、第
７図はアイパターンを示す波形図、第８図は第７図のゼ
ロクロス部分を拡大して示すジッタの説明図、第９図は
従来の感度分布を示す感度分布曲線図、第10図は従来の
周波数感度特性を示す周波数感度特性曲線図である。 符号の説明 P1……受光領域、４（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）……受光素子、
５……受光素子間、６、７……透光性被膜。
第２図（Ａ）乃至（Ｅ）は第１図に示した受光装置の製
造方法の一例（本発明受光装置の製造方法の第１の実施
例）を工程順に示す断面図、第３図は本発明により得る
ことができた感度分布特性を示す感度分布曲線図、第４
図は本発明により得ることができた周波数感度特性を示
す周波数感度特性曲線図、第５図は技術的背景を説明す
るための受光装置の平面図、第６図は受光装置の従来に
おける断面構造を示す断面図、第７図乃至第10図は発明
が解決しようとする問題点を説明するためのもので、第
７図はアイパターンを示す波形図、第８図は第７図のゼ
ロクロス部分を拡大して示すジッタの説明図、第９図は
従来の感度分布を示す感度分布曲線図、第10図は従来の
周波数感度特性を示す周波数感度特性曲線図である。 符号の説明 P1……受光領域、４（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）……受光素子、
５……受光素子間、６、７……透光性被膜。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 楠田 忠弘
東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソ
ニー株式会社内
(56)参考文献 特開 昭57−48275（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．半導体基板表面部に複数の受光素子を受光中心の周
りに形成した一つの受光領域を有し、該受光領域を構成
する上記複数の受光素子の出力から信号及びフォーカス
エラーを少なくとも検出する受光装置において、 上記半導体基板上に各受光素子及び各受光素子間の領域
を覆うように無反射条件を満たす膜厚の透光性被膜を形
成して各受光素子間における受光感度を各受光素子にお
ける受光感度まで高めて上記複数の受光素子の出力から
検出された信号のジッタを低減してなる ことを特徴とする受光装置。 ２．半導体基板表面部に複数の受光素子を受光中心の周
りに形成した一つの受光領域を有し、該受光領域を構成
する上記複数の受光素子の出力から信号及びフォーカス
エラーを少なくとも検出する受光装置の製造方法であっ
て、 表面にフィールド絶縁膜が全面的に形成された半導体基
板の該フィールド絶縁膜を選択的にエッチングすること
により複数の受光素子形成用窓部を形成する工程と、 上記半導体基板表面部の上記各受光素子形成用窓部を通
じて露出する部分にそれぞれ受光素子を形成する工程
と、 上記半導体基板表面上のフィールド絶縁膜と、上記受光
素子形成過程で該半導体基板表面上に形成された絶縁膜
を除去する工程と、 上記半導体基板の受光素子及び各受光素子間上に無反射
条件を満たす膜厚の透光性被膜を形成する工程と、 を有することを特徴とする受光装置の製造方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61233999A JP2757985B2 (ja) | 1986-10-01 | 1986-10-01 | 受光装置とその製造方法 |
| US07/095,237 US4837429A (en) | 1986-10-01 | 1987-09-11 | Photodetector for use with an optical recording medium |
| KR1019870010325A KR960008578B1 (ko) | 1986-10-01 | 1987-09-17 | 수광장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61233999A JP2757985B2 (ja) | 1986-10-01 | 1986-10-01 | 受光装置とその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6388870A JPS6388870A (ja) | 1988-04-19 |
| JP2757985B2 true JP2757985B2 (ja) | 1998-05-25 |
Family
ID=16963966
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61233999A Expired - Lifetime JP2757985B2 (ja) | 1986-10-01 | 1986-10-01 | 受光装置とその製造方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4837429A (ja) |
| JP (1) | JP2757985B2 (ja) |
| KR (1) | KR960008578B1 (ja) |
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| JPH0818093A (ja) * | 1994-06-30 | 1996-01-19 | Sony Corp | 半導体受光素子及び半導体装置並びにそれらの作製方法 |
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| JPS55151375A (en) * | 1979-05-14 | 1980-11-25 | Pioneer Electronic Corp | Photoelectric converter |
| NL8003906A (nl) * | 1980-07-07 | 1982-02-01 | Philips Nv | Stralingsgevoelige halfgeleiderinrichting. |
| US4488163A (en) * | 1981-01-19 | 1984-12-11 | Westinghouse Electric Corp. | Highly isolated photodetectors |
-
1986
- 1986-10-01 JP JP61233999A patent/JP2757985B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1987
- 1987-09-11 US US07/095,237 patent/US4837429A/en not_active Expired - Lifetime
- 1987-09-17 KR KR1019870010325A patent/KR960008578B1/ko not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| KR880005696A (ko) | 1988-06-30 |
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|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |