JP2945698B2 - 光半導体装置 - Google Patents
光半導体装置Info
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- JP2945698B2 JP2945698B2 JP2038675A JP3867590A JP2945698B2 JP 2945698 B2 JP2945698 B2 JP 2945698B2 JP 2038675 A JP2038675 A JP 2038675A JP 3867590 A JP3867590 A JP 3867590A JP 2945698 B2 JP2945698 B2 JP 2945698B2
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は受光部をもつ光半導体装置に関するものであ
る。
る。
従来の技術 近年、光半導体装置、とりわけ受光素子の分野におい
ては、これまで以上の高速な応答特性をもつものが要求
されている。特にコクパクトディスクや書き換え可能な
光磁気ディスクの光ピックアップ部は、高S/N、高速応
答の要望が強くなってきており、これらに答えられる受
光素子への必要性はたかまっている。
ては、これまで以上の高速な応答特性をもつものが要求
されている。特にコクパクトディスクや書き換え可能な
光磁気ディスクの光ピックアップ部は、高S/N、高速応
答の要望が強くなってきており、これらに答えられる受
光素子への必要性はたかまっている。
半導体レーザー光などをレンズ系により受光面に集光
あるいは結像させたときに、その入射光の状態を信号検
出する場合、その入射光の大きさ，形状に基づき受光素
子のアクティブエリア、すなわち、受光領域を決定す
る。しかしながら、PN接合に逆バイアスを印加させる
と、空乏層が形成され、この横方向に広がった空乏層の
ため、受光領域の外側にも受光感度を有する領域が形成
される。また、第５図の断面図に示したような従来の２
つの受光領域をもつ場合のそれぞれの受光領域の近接す
る分離部では、その分離幅と半導体基板上の酸化膜等の
表面膜の厚み，材料で上に述べた受光パターン外の受光
感度領域を有する領域がそれぞれ異なってくる。第５図
は、低抵抗なシリコンＮ型半導体基板１上に高抵抗なｉ
層の領域２がエピタキシャル成長により形成され、この
中にP+型の受光エリア３が形成され、これにアノード電
極４がアルミニウムにより形成されている。
あるいは結像させたときに、その入射光の状態を信号検
出する場合、その入射光の大きさ，形状に基づき受光素
子のアクティブエリア、すなわち、受光領域を決定す
る。しかしながら、PN接合に逆バイアスを印加させる
と、空乏層が形成され、この横方向に広がった空乏層の
ため、受光領域の外側にも受光感度を有する領域が形成
される。また、第５図の断面図に示したような従来の２
つの受光領域をもつ場合のそれぞれの受光領域の近接す
る分離部では、その分離幅と半導体基板上の酸化膜等の
表面膜の厚み，材料で上に述べた受光パターン外の受光
感度領域を有する領域がそれぞれ異なってくる。第５図
は、低抵抗なシリコンＮ型半導体基板１上に高抵抗なｉ
層の領域２がエピタキシャル成長により形成され、この
中にP+型の受光エリア３が形成され、これにアノード電
極４がアルミニウムにより形成されている。
従来は、受光領域の外でも空乏層の広がり方とチップ
表面の膜の状態に応じて光感度が変化する。第６図は、
第５図の従来例において10μｍ径以下の光スポットを左
から右に走査させた時に得られる光感度プロファイル図
である。この第６図からわかるように、P+層の受光エリ
アのパターンの外およびP+層受光エリア３の近接する分
離部に、光感度を有する領域が生じてくる。
表面の膜の状態に応じて光感度が変化する。第６図は、
第５図の従来例において10μｍ径以下の光スポットを左
から右に走査させた時に得られる光感度プロファイル図
である。この第６図からわかるように、P+層の受光エリ
アのパターンの外およびP+層受光エリア３の近接する分
離部に、光感度を有する領域が生じてくる。
発明が解決しようとする課題 本発明により解決しようとする第１の課題は、２つの
受光エリアが近接する分離部において、このような光感
度が交差せず完全に分離させることにある。しかも精度
良く、工程ばらつきが少ない方法が必要となる。
受光エリアが近接する分離部において、このような光感
度が交差せず完全に分離させることにある。しかも精度
良く、工程ばらつきが少ない方法が必要となる。
第２の課題は、受光エリアの周辺、すなわち、パター
ンからチップの端までの光感度がゆるやかに低減する領
域の遮光の問題である。しかも、入射光が集光されたの
でなく、０次,1次,2次と光強度が下げつつも広い領域に
わたって光が照射され、それが必要でない光として遮光
したいような場合、完全遮光の必要性がでてくる。
ンからチップの端までの光感度がゆるやかに低減する領
域の遮光の問題である。しかも、入射光が集光されたの
でなく、０次,1次,2次と光強度が下げつつも広い領域に
わたって光が照射され、それが必要でない光として遮光
したいような場合、完全遮光の必要性がでてくる。
課題を解決するための手段 本発明は、複数の受光エリアをもち、それらが近接す
る分離部を、その幅以上の光を完全に遮光しうる非透光
性薄膜によりおおい、しかもその幅を越える幅をもって
形成され、完全に光学的に遮光された領域と、光感度領
域とに分離形成する。また、この非透光性薄膜は、周
辺、すなわち、他方の受光エリアと近接しない三方の受
光エリアにも同様に、オーバーラップさせ、分離部上の
遮光と共通に一体ものとして形成する。この際、電極パ
ッドを形成するために、受光エリアと同一の導電型層を
非透光性薄膜の下に導き、前記の遮光薄膜と同一手段に
より、電極パッドとして形成する。このようにして、受
光エリアの周辺をどの辺に対しても一体ものの非透光性
薄膜でおおい受光領域と完全遮光領域とに分離するもの
である。
る分離部を、その幅以上の光を完全に遮光しうる非透光
性薄膜によりおおい、しかもその幅を越える幅をもって
形成され、完全に光学的に遮光された領域と、光感度領
域とに分離形成する。また、この非透光性薄膜は、周
辺、すなわち、他方の受光エリアと近接しない三方の受
光エリアにも同様に、オーバーラップさせ、分離部上の
遮光と共通に一体ものとして形成する。この際、電極パ
ッドを形成するために、受光エリアと同一の導電型層を
非透光性薄膜の下に導き、前記の遮光薄膜と同一手段に
より、電極パッドとして形成する。このようにして、受
光エリアの周辺をどの辺に対しても一体ものの非透光性
薄膜でおおい受光領域と完全遮光領域とに分離するもの
である。
作用 本発明によれば、任意の入射光パターンが最大になる
時の大きさで、完全遮光する非透光性薄膜パターンの外
囲を決定し、入射光が焦点あるいは信号読み取り時の光
パターンで、効率良く受光する領域をエリアとして決定
する。かかる分離幅上の遮光薄膜を形成すれば、信号検
出にS/Nが非常にすぐれることになる。しかも非透光性
薄膜と受光エリアのマスクずれに対しても強く、電極パ
ッドを遮光領域の外に完全に分離しているために完全に
遮光できる。
時の大きさで、完全遮光する非透光性薄膜パターンの外
囲を決定し、入射光が焦点あるいは信号読み取り時の光
パターンで、効率良く受光する領域をエリアとして決定
する。かかる分離幅上の遮光薄膜を形成すれば、信号検
出にS/Nが非常にすぐれることになる。しかも非透光性
薄膜と受光エリアのマスクずれに対しても強く、電極パ
ッドを遮光領域の外に完全に分離しているために完全に
遮光できる。
実施例 第１図は、本発明の実施例を示すチップ断面図であ
る。低抵抗Ｎ型半導体シリコン基板１上に高抵抗Ｎ型半
導体２をエピタキシャル成長により30〜40μｍ形成し
た。高抵抗Ｎ型半導体２の比抵抗は、100Ω・cmから500
Ω・cmである。Ｐ型導電層の２つの受光エリア３を、そ
れぞれ不純物としてボロンを用いて形成し、それぞれの
分離幅、12μｍとしてある。その分離上に受光エリア３
の電極４としてのアルミニウム電極と同一材料を用い
て、分離部遮光用のアルミニウム膜５を15μｍの幅で形
成してある。このように受光エリア３の分離幅よりも広
くアルミニウム膜５を形成することで、従来の第５図に
示すような受光素子では、第２図の特性図でわかるよう
に、互いの光感度が分離部の中心で約50％の光感度プロ
ファイルをもつものが、本実施例では、遮光膜があるた
め、そのエッジ部で光感度は100から０に落ち、しか
も、分離幅よりも広く形成してあるため、マスクずれに
よる分離部の光感度プロファイルにばらつきが生じなく
なる。
る。低抵抗Ｎ型半導体シリコン基板１上に高抵抗Ｎ型半
導体２をエピタキシャル成長により30〜40μｍ形成し
た。高抵抗Ｎ型半導体２の比抵抗は、100Ω・cmから500
Ω・cmである。Ｐ型導電層の２つの受光エリア３を、そ
れぞれ不純物としてボロンを用いて形成し、それぞれの
分離幅、12μｍとしてある。その分離上に受光エリア３
の電極４としてのアルミニウム電極と同一材料を用い
て、分離部遮光用のアルミニウム膜５を15μｍの幅で形
成してある。このように受光エリア３の分離幅よりも広
くアルミニウム膜５を形成することで、従来の第５図に
示すような受光素子では、第２図の特性図でわかるよう
に、互いの光感度が分離部の中心で約50％の光感度プロ
ファイルをもつものが、本実施例では、遮光膜があるた
め、そのエッジ部で光感度は100から０に落ち、しか
も、分離幅よりも広く形成してあるため、マスクずれに
よる分離部の光感度プロファイルにばらつきが生じなく
なる。
第３図は、本発明の他の実施例を示すチップ平面図で
ある。第４図は同実施例装置のＡ−Ａ′断面図である。
低抵抗Ｎ型半導体シリコン基板１上に高抵抗Ｎ型シリコ
ン領域２をエピタキシャル成長によって形成した。２つ
の受光エリア３も第１図の例と同様の手段で形成した。
しかし、第３図，第４図の例に示すように、アルミニウ
ム膜を２つの受光エリアの周辺全体にもおおうように形
成し、しかも、内側の受光エリア上にオーバーラップす
るように形成してある。そのオーバーラップ幅は、３μ
ｍとした。この遮光アルミニウム膜の下をくぐるように
P+型の受光エリア３の延長部層が形成してあり、電極パ
ッド４が完全に延長部に設けられている。遮光アルミニ
ウム膜６の大きさは、本受光素子に入射しうる最大のひ
かりの大きさ以上に形成されている。
ある。第４図は同実施例装置のＡ−Ａ′断面図である。
低抵抗Ｎ型半導体シリコン基板１上に高抵抗Ｎ型シリコ
ン領域２をエピタキシャル成長によって形成した。２つ
の受光エリア３も第１図の例と同様の手段で形成した。
しかし、第３図，第４図の例に示すように、アルミニウ
ム膜を２つの受光エリアの周辺全体にもおおうように形
成し、しかも、内側の受光エリア上にオーバーラップす
るように形成してある。そのオーバーラップ幅は、３μ
ｍとした。この遮光アルミニウム膜の下をくぐるように
P+型の受光エリア３の延長部層が形成してあり、電極パ
ッド４が完全に延長部に設けられている。遮光アルミニ
ウム膜６の大きさは、本受光素子に入射しうる最大のひ
かりの大きさ以上に形成されている。
したがって、アルミニウム膜の周囲に光が漏れ込み、
受光エリア３以外で受光することはない。受光エリアの
大きさは、信号検出時の光の大きさおよび、分離幅は、
その光が２つのエリアにまたがる時に左右のバランスを
考慮して、決定される。本実施例では、受光領域は400
×400μｍ、分離幅はエリア部で12μｍ、アルミニウム
膜の幅は15μｍである。したがって、本実施例は第１図
の例と同様、受光領域，分離部ともマスクずれに対し、
常に再現性の高い光感度プロファイルをもつことができ
る。
受光エリア３以外で受光することはない。受光エリアの
大きさは、信号検出時の光の大きさおよび、分離幅は、
その光が２つのエリアにまたがる時に左右のバランスを
考慮して、決定される。本実施例では、受光領域は400
×400μｍ、分離幅はエリア部で12μｍ、アルミニウム
膜の幅は15μｍである。したがって、本実施例は第１図
の例と同様、受光領域，分離部ともマスクずれに対し、
常に再現性の高い光感度プロファイルをもつことができ
る。
発明の効果 以上のように本発明によれば、分離部において受光エ
リアの分離幅よりも広い、電極と同一工程により形成す
る遮光アルミニウム膜を形成することで、２つのエリア
の光感度プロファイルを完全分離することができる。
リアの分離幅よりも広い、電極と同一工程により形成す
る遮光アルミニウム膜を形成することで、２つのエリア
の光感度プロファイルを完全分離することができる。
また、本発明によれば、入射しうる最大の光の大きさ
にあわせて、受光エリアの周辺を完全にアルミニウム膜
でおおい、その下を受光エリアと同一の拡散層をくぐら
せ、電極パッドを完全に外側に導くことにより漏れ光を
感ずることはない。従来では、受光エリアの周辺でも光
を感じ、しかも受光感度プロファイルに工程上のばらつ
きによる光感度ばらつきがあった。本発明では、完全に
受光エリア部のみで光を受光することができ、S/Nのよ
い受光素子をうることができる。
にあわせて、受光エリアの周辺を完全にアルミニウム膜
でおおい、その下を受光エリアと同一の拡散層をくぐら
せ、電極パッドを完全に外側に導くことにより漏れ光を
感ずることはない。従来では、受光エリアの周辺でも光
を感じ、しかも受光感度プロファイルに工程上のばらつ
きによる光感度ばらつきがあった。本発明では、完全に
受光エリア部のみで光を受光することができ、S/Nのよ
い受光素子をうることができる。
第１図は本発明の実施例装置を示す断面図、第２図は同
実施例装置の光電変換特性、すなわち光感度の分離部に
おける光感度プロファイル図、第３図，第４図は本発明
の他の実施例を示すチップ平面図，同断面図、第５図は
従来例を示す装置の断面図、第６図は従来例の光感度プ
ロファイル図である。 １……低抵抗Ｎ型シリコン基板、２……高抵抗Ｎ型エピ
タキシャル層、３……受光エリア、４……電極パッド、
５……アルミニウム遮光膜、６……アルミニウム遮光
膜。
実施例装置の光電変換特性、すなわち光感度の分離部に
おける光感度プロファイル図、第３図，第４図は本発明
の他の実施例を示すチップ平面図，同断面図、第５図は
従来例を示す装置の断面図、第６図は従来例の光感度プ
ロファイル図である。 １……低抵抗Ｎ型シリコン基板、２……高抵抗Ｎ型エピ
タキシャル層、３……受光エリア、４……電極パッド、
５……アルミニウム遮光膜、６……アルミニウム遮光
膜。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−289676（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−146681（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−73479（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−152163（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−222563（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 31/10 - 31/119
Claims (2)
- 【請求項１】一導電型の基板に逆導電型の不純物拡散領
域を分離して複数設け、前記不純物拡散領域が受光領域
と前記受光領域から前記受光領域周辺の前記分離上の遮
光膜下をくぐって前記遮光膜の外側に延長された延長部
領域とからなり、前記延長部領域上に電極を設けた光半
導体装置。 - 【請求項２】延長部領域が不純物拡散領域よりも幅が狭
い請求項１記載の光半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2038675A JP2945698B2 (ja) | 1990-02-20 | 1990-02-20 | 光半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2038675A JP2945698B2 (ja) | 1990-02-20 | 1990-02-20 | 光半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03241877A JPH03241877A (ja) | 1991-10-29 |
| JP2945698B2 true JP2945698B2 (ja) | 1999-09-06 |
Family
ID=12531851
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2038675A Expired - Fee Related JP2945698B2 (ja) | 1990-02-20 | 1990-02-20 | 光半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2945698B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6042897B2 (ja) * | 1978-05-10 | 1985-09-25 | 株式会社東芝 | 光検出器 |
-
1990
- 1990-02-20 JP JP2038675A patent/JP2945698B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03241877A (ja) | 1991-10-29 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080625 Year of fee payment: 9 |
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| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090625 Year of fee payment: 10 |
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| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |