JP2961168B2 - 半導体デバイス - Google Patents
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Classifications
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- H—ELECTRICITY
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/08—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors
- H01L31/10—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors characterised by potential barriers, e.g. phototransistors
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
- G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
- G11B7/13—Optical detectors therefor
- G11B7/131—Arrangement of detectors in a multiple array
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
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- H01L27/1443—Devices controlled by radiation with at least one potential jump or surface barrier
-
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- H01L31/02—Details
- H01L31/02016—Circuit arrangements of general character for the devices
- H01L31/02019—Circuit arrangements of general character for the devices for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
- H01L31/02024—Position sensitive and lateral effect photodetectors; Quadrant photodiodes
-
- H—ELECTRICITY
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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- H01L31/101—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation
- H01L31/11—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by two potential barriers, e.g. bipolar phototransistors
- H01L31/1105—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by two potential barriers, e.g. bipolar phototransistors the device being a bipolar phototransistor
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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、第１導電形のエミッタ領域及びエレクタ領
域と、これらの領域間に挟まれた第２の反対導電形のベ
ース領域とを有するトランジスタを具え、且つ整流接合
を有し、前記トランジスタのベース領域に導電接続され
る光検知領域を具えている光検知素子を半導体本体に設
けた半導体デバイスに関するものである。
域と、これらの領域間に挟まれた第２の反対導電形のベ
ース領域とを有するトランジスタを具え、且つ整流接合
を有し、前記トランジスタのベース領域に導電接続され
る光検知領域を具えている光検知素子を半導体本体に設
けた半導体デバイスに関するものである。
（従来技術の説明） 斯種の半導体デバイスはエス・エム・スーゼ（S.M.Sz
e）のハンドブック“Physics of Semiconductor device
s,second Ed:P.784"から既知であり、この場合には光検
知素子をホトトランジスタで構成している。このトラン
ジスタのベース領域は、ｎ形シリコン基板内に設けられ
るｐ形半導体領域により構成する。基板そのものはトラ
ンジスタのコレクタ領域として作用する。トランジスタ
のｎ形エミッタ領域はベース領域内に位置させる。デバ
イスの作動中、ベース領域とコレクタ領域との間のpn接
合のまわりに空乏層領域が位置付けられ、これはデバイ
スの光検知領域を構成する。
e）のハンドブック“Physics of Semiconductor device
s,second Ed:P.784"から既知であり、この場合には光検
知素子をホトトランジスタで構成している。このトラン
ジスタのベース領域は、ｎ形シリコン基板内に設けられ
るｐ形半導体領域により構成する。基板そのものはトラ
ンジスタのコレクタ領域として作用する。トランジスタ
のｎ形エミッタ領域はベース領域内に位置させる。デバ
イスの作動中、ベース領域とコレクタ領域との間のpn接
合のまわりに空乏層領域が位置付けられ、これはデバイ
スの光検知領域を構成する。
冒頭にて述べた種類の半導体デバイスは光を電気信号
に変換するのに用いられる。これにより発生した信号は
次にさらに電子的に処理することができる。特に近年斯
種デバイスの使用の可能性が、例えば光電気通信及び情
報キャリヤに情報を光学的又は磁気光学的に記録した
り、それから情報を読み取ったりする以後光学的記録と
略称する例えばDOR（Ｄirect Ｏptical Ｒecording）,C
D（Ｃompact Ｄisk）,VLP及びCOROM/CDIのようなコンピ
ュータ用途において高まりつつある。
に変換するのに用いられる。これにより発生した信号は
次にさらに電子的に処理することができる。特に近年斯
種デバイスの使用の可能性が、例えば光電気通信及び情
報キャリヤに情報を光学的又は磁気光学的に記録した
り、それから情報を読み取ったりする以後光学的記録と
略称する例えばDOR（Ｄirect Ｏptical Ｒecording）,C
D（Ｃompact Ｄisk）,VLP及びCOROM/CDIのようなコンピ
ュータ用途において高まりつつある。
CDを読み取るのに光検知ダイオードを用いることは
「フィリップス・テクニカル・レビュー」（“Philips
Technical Review,Vol.40,1982,No.6,pp148ff"に記載さ
れている。ここではCDを読み取るのに４個の隣接するダ
イオードの系を用いている。情報はCDのトラックに記載
されており、レーザビームによりこれらのトラックを走
査する。情報は反射ビームの強度変化により表わされ、
この強度変化をダイオードにより検出して電気信号に変
換する。
「フィリップス・テクニカル・レビュー」（“Philips
Technical Review,Vol.40,1982,No.6,pp148ff"に記載さ
れている。ここではCDを読み取るのに４個の隣接するダ
イオードの系を用いている。情報はCDのトラックに記載
されており、レーザビームによりこれらのトラックを走
査する。情報は反射ビームの強度変化により表わされ、
この強度変化をダイオードにより検出して電気信号に変
換する。
（発明が解決しようとする課題） ダイオードの代わりに光検知トランジスタを有してい
る光検知素子は、非常に大きな出力信号を得ることがで
きると云う大きな利点を有している。ホトダイオードで
は、出力信号が発生光電流に制限されるが、適当な増幅
率を有するトランジスタでは、出力信号を光電流の多数
倍に大きくすることができる。しかし、光検知トランジ
スタの（検出）速度は一般に、同じ大きさの光検知面を
有している光検知ダイオードのそれよりも遥かに低い。
トランジスタの光検知接合の寄生容量のために、トラン
ジスタは最早高周波の光信号に適切に追従し得なくな
る。これがため、斯種のトランジスタは光学的記録のよ
うな高周波の用途には不適当である。例えば、CDの場合
には情報キャリヤが1m/s以上の速度で読みだされ、この
ことは反射ビームの強度が毎秒当り100万回以上変化し
得ることを意味している。
る光検知素子は、非常に大きな出力信号を得ることがで
きると云う大きな利点を有している。ホトダイオードで
は、出力信号が発生光電流に制限されるが、適当な増幅
率を有するトランジスタでは、出力信号を光電流の多数
倍に大きくすることができる。しかし、光検知トランジ
スタの（検出）速度は一般に、同じ大きさの光検知面を
有している光検知ダイオードのそれよりも遥かに低い。
トランジスタの光検知接合の寄生容量のために、トラン
ジスタは最早高周波の光信号に適切に追従し得なくな
る。これがため、斯種のトランジスタは光学的記録のよ
うな高周波の用途には不適当である。例えば、CDの場合
には情報キャリヤが1m/s以上の速度で読みだされ、この
ことは反射ビームの強度が毎秒当り100万回以上変化し
得ることを意味している。
本発明の目的は光学的記録のような高周波の用途にも
適し、且つ比較的高い出力信号を供給し得る光検知素子
を具えるいる冒頭にて述べた種類の半導体デバイスを提
供することにある。
適し、且つ比較的高い出力信号を供給し得る光検知素子
を具えるいる冒頭にて述べた種類の半導体デバイスを提
供することにある。
（課題を解決するための手段） 本発明は冒頭にて述べた種類の半導体デバイスにおい
て、前記光検知領域が少なくとも第１サブ領域と第２サ
ブ領域とを具え、且つ前記トランジスタを少なくとも２
つのサブトランジスタに細分し、これらのサブトランジ
スタのベース領域を前記サブ領域に別々に接続すると共
に前記サブトランジスタのコレクタ又はエミッタ領域ど
うしをそれぞれ相互接続したことを特徴とする。
て、前記光検知領域が少なくとも第１サブ領域と第２サ
ブ領域とを具え、且つ前記トランジスタを少なくとも２
つのサブトランジスタに細分し、これらのサブトランジ
スタのベース領域を前記サブ領域に別々に接続すると共
に前記サブトランジスタのコレクタ又はエミッタ領域ど
うしをそれぞれ相互接続したことを特徴とする。
素子の全光検知面は複数のサブ領域の光検知面の総和
で構成する。この光検知面は、光学的記録においてレー
ザビームが（まだ）情報キャリヤ上にフォーカスされて
いない場合にこのレーザビームをトラップさせるのに用
いることができる。ビームをトラップさせるためには、
光検知面を所定の最小寸法とする必要があり、このよう
にすると従来の光検知素子では寄生容量のために高周波
の用途に対して検出速度が過度に遅くなる。本発明は、
トラッピング中はビームが比較的幅広で、光検知面の大
部分をカバーするも、ビームのフォーカス時にはそのビ
ームが幅狭となり、ビームは全光検知面の限られた部分
にした向けられないと云う事実の認識に基づいて成した
ものである。本発明によれば、素子の寄生容量を上記限
られた個所の容量値に限定することができる。本発明に
よれば、フォーカス時にビームを向ける個所を、第１サ
ブ領域から隔離されている第２サブ領域内に位置させ
る。この場合、素子の寄生容量は第２サブ領域の容量に
限定される。実際上、この状態では他方の第１サブ領域
は光を殆ど受光せず、従って光電流も殆ど供給しない。
このために、この状態では斯るサブ領域に関連するトラ
ンジスタは絶えずブロックされるため、第１サブ領域の
容量が素子の検出速度に悪影響を及ぼすことはない。情
報キャリヤはフォーカス時に第２サブ領域で読み取ら
れ、この場合に第２サブ領域の容量は十分に小さくする
ことができるため、レーザビームの強度変化を例えば１
〜2MHz程度の極めて高い周波数にまで追従させることが
できる。さらに、この状態におけるビームの強度は高い
ため、第２サブ領域により発生される光電流は、この第
２サブ領域の表面が小さいにも拘わらず、ビームトラッ
ピング中の全光検知面の光電流よりも小さくする必要が
ない。
で構成する。この光検知面は、光学的記録においてレー
ザビームが（まだ）情報キャリヤ上にフォーカスされて
いない場合にこのレーザビームをトラップさせるのに用
いることができる。ビームをトラップさせるためには、
光検知面を所定の最小寸法とする必要があり、このよう
にすると従来の光検知素子では寄生容量のために高周波
の用途に対して検出速度が過度に遅くなる。本発明は、
トラッピング中はビームが比較的幅広で、光検知面の大
部分をカバーするも、ビームのフォーカス時にはそのビ
ームが幅狭となり、ビームは全光検知面の限られた部分
にした向けられないと云う事実の認識に基づいて成した
ものである。本発明によれば、素子の寄生容量を上記限
られた個所の容量値に限定することができる。本発明に
よれば、フォーカス時にビームを向ける個所を、第１サ
ブ領域から隔離されている第２サブ領域内に位置させ
る。この場合、素子の寄生容量は第２サブ領域の容量に
限定される。実際上、この状態では他方の第１サブ領域
は光を殆ど受光せず、従って光電流も殆ど供給しない。
このために、この状態では斯るサブ領域に関連するトラ
ンジスタは絶えずブロックされるため、第１サブ領域の
容量が素子の検出速度に悪影響を及ぼすことはない。情
報キャリヤはフォーカス時に第２サブ領域で読み取ら
れ、この場合に第２サブ領域の容量は十分に小さくする
ことができるため、レーザビームの強度変化を例えば１
〜2MHz程度の極めて高い周波数にまで追従させることが
できる。さらに、この状態におけるビームの強度は高い
ため、第２サブ領域により発生される光電流は、この第
２サブ領域の表面が小さいにも拘わらず、ビームトラッ
ピング中の全光検知面の光電流よりも小さくする必要が
ない。
本発明によるデバイスの光検知素子は特に、例えば前
述したフィリップステクニカルレビューの論文に記載さ
れているCDプレーヤのフォーカルト（Foucault）システ
ムのような、光学的記録装置の合成読取兼フォーカシン
グシステムに使用するのが好適である。この場合に、本
発明によるデバイスの好適例においては、少なくとも１
個の似たような光検知素子を設け、２個の素子の光検知
サブ領域を一行に配設し、外側のサブ領域を第１サブ領
域とし、内側のサブ領域を第２サブ領域により構成す
る。２つの光検知素子の出力信号の差から所謂フォーカ
スエラー信号を取り出すことができ、これはレーザビー
ムをCD上にフォーカスさせるための制御信号として用い
られる。上記出力信号の和は読取信号を構成し、これは
CD上に記憶されている情報を表わす。読取兼フォーカシ
ングシステムは、フォーカス時にレーザビームが実質上
前述した行の内側のサブ領域にのみ向けられるように設
計する。
述したフィリップステクニカルレビューの論文に記載さ
れているCDプレーヤのフォーカルト（Foucault）システ
ムのような、光学的記録装置の合成読取兼フォーカシン
グシステムに使用するのが好適である。この場合に、本
発明によるデバイスの好適例においては、少なくとも１
個の似たような光検知素子を設け、２個の素子の光検知
サブ領域を一行に配設し、外側のサブ領域を第１サブ領
域とし、内側のサブ領域を第２サブ領域により構成す
る。２つの光検知素子の出力信号の差から所謂フォーカ
スエラー信号を取り出すことができ、これはレーザビー
ムをCD上にフォーカスさせるための制御信号として用い
られる。上記出力信号の和は読取信号を構成し、これは
CD上に記憶されている情報を表わす。読取兼フォーカシ
ングシステムは、フォーカス時にレーザビームが実質上
前述した行の内側のサブ領域にのみ向けられるように設
計する。
本発明の他の好適例では、前記行の長辺側に対向し
て、第３及び第４光検知素子の光検知サブ領域のほぼ同
様な第２行を位置させる。第２の光検知素子を追加する
ことにより、読取信号及びフォーカスエラー信号とは別
に所謂トラッキング信号も発生させることができ、この
トラッキング信号によりレーザビームを情報トラックに
留めることができる。トラッキング信号は第１行の光検
知素子と第２行の光検知素子の各出力信号の差によって
設定する。
て、第３及び第４光検知素子の光検知サブ領域のほぼ同
様な第２行を位置させる。第２の光検知素子を追加する
ことにより、読取信号及びフォーカスエラー信号とは別
に所謂トラッキング信号も発生させることができ、この
トラッキング信号によりレーザビームを情報トラックに
留めることができる。トラッキング信号は第１行の光検
知素子と第２行の光検知素子の各出力信号の差によって
設定する。
レーザビームを正確に調整するには、種々のトランジ
スタの特に増幅率のような特性をできるだけ等しくする
ことが重要である。これは主としてトランジスタの構成
をできるだけ同一とすることにより達成することができ
る。しかし、実際にはこれでは不十分であることを確か
めた。デバイスの製造中半導体本体における局所的処理
のバラツキにより、各トランジスタの構成が同じでも、
これらのトランジスタには差異がある。これらの差はト
ランジスタを半導体本体中に相対的に接近させて位置さ
せると小さくなる。本発明による半導体デバイスの他の
好適例では、光検知素子のベース領域を光検知サブ領域
で構成し、且つエミッタ領域をベース領域内にて素子行
の対向する長手方向側部に位置させる。この場合、エミ
ッタ、従ってトランジスタの能動部分が相対的に短い距
離の所に位置するため、種々のトランジスタの特性は極
めて等しくなる。
スタの特に増幅率のような特性をできるだけ等しくする
ことが重要である。これは主としてトランジスタの構成
をできるだけ同一とすることにより達成することができ
る。しかし、実際にはこれでは不十分であることを確か
めた。デバイスの製造中半導体本体における局所的処理
のバラツキにより、各トランジスタの構成が同じでも、
これらのトランジスタには差異がある。これらの差はト
ランジスタを半導体本体中に相対的に接近させて位置さ
せると小さくなる。本発明による半導体デバイスの他の
好適例では、光検知素子のベース領域を光検知サブ領域
で構成し、且つエミッタ領域をベース領域内にて素子行
の対向する長手方向側部に位置させる。この場合、エミ
ッタ、従ってトランジスタの能動部分が相対的に短い距
離の所に位置するため、種々のトランジスタの特性は極
めて等しくなる。
さらに本発明の好適例では、前記半導体デバイスが少
なくとも２個の光検知素子を具え、これらの光検知素子
のベース領域及び光検知サブ領域を半導体本体内にて相
対的に離間させるように位置させ、ベース領域を平均し
て光検知サブ領域よりも互いに接近した配置とする。従
って、これらのベース領域が一部を形成するトランジス
タを互いに極めて接近して位置させることがてきるた
め、処理のバラツキがデバイスの作動に及ぼす影響を極
めて少なくするか、又は全くなくすこともできる。ベー
ス領域に別々に接続され、且つこれらのベース領域に対
するベース電流を供給する光検知素子はフォーカシング
システム及び関連する光学システムに応じて半導体本体
中の適当な個所に配設することがてきる。
なくとも２個の光検知素子を具え、これらの光検知素子
のベース領域及び光検知サブ領域を半導体本体内にて相
対的に離間させるように位置させ、ベース領域を平均し
て光検知サブ領域よりも互いに接近した配置とする。従
って、これらのベース領域が一部を形成するトランジス
タを互いに極めて接近して位置させることがてきるた
め、処理のバラツキがデバイスの作動に及ぼす影響を極
めて少なくするか、又は全くなくすこともできる。ベー
ス領域に別々に接続され、且つこれらのベース領域に対
するベース電流を供給する光検知素子はフォーカシング
システム及び関連する光学システムに応じて半導体本体
中の適当な個所に配設することがてきる。
（実施例） 以下図面を参照して本発明を実施例につき説明する
に、各図は全く図式的に示したものであって、実寸図示
したものではない。特に、判り易くするために寸法は相
当拡大してある。又、図面では同一導電形の半導体領域
をできる限り同一方向のハッチを付して示し、且つ対応
する部分には同じ参照符号を付して示してある。
に、各図は全く図式的に示したものであって、実寸図示
したものではない。特に、判り易くするために寸法は相
当拡大してある。又、図面では同一導電形の半導体領域
をできる限り同一方向のハッチを付して示し、且つ対応
する部分には同じ参照符号を付して示してある。
第１図の本発明による半導体デバイスは、半導体本体
中に２行に対向して配設される４個の光検知素子A,B,C,
Dを具えている。２行の内の一方はII−II線上での断面
図を第２図にも示してある。
中に２行に対向して配設される４個の光検知素子A,B,C,
Dを具えている。２行の内の一方はII−II線上での断面
図を第２図にも示してある。
この例における半導体本体はｎ形シリコン基板１を具
えており、この上にエピタキシャル層２を形成する。こ
のエピタキシャル層２は基板１と同一導電形とするが、
ドーピング濃度は低くする。基板１の下側には電極３を
金属層の形態で設ける。
えており、この上にエピタキシャル層２を形成する。こ
のエピタキシャル層２は基板１と同一導電形とするが、
ドーピング濃度は低くする。基板１の下側には電極３を
金属層の形態で設ける。
光検知素子A,B,C,Dには、入射光を光電流に変換し得
る整流接合５を有している光検知領域７を設ける。素子
A,B,C,Dの出力信号は導電トラック９を介して接点面10
に供給し、この接点面にて出力信号を取り出して別の所
でさらに電子的に処理することができる。しかし、信号
処理に必要な電子回路の全て、又はその一部を半導体本
体に集積化し、導体トラックを接点面10まででなく、信
号処理回路にまで延在させることもできる。本例のデバ
イスは所謂ホォーカルト・フォーカシングシステム、例
えばフィリップス テクニカルレビューからの前述した
論文に記載されているようなコンパクトディスクプレー
ヤのフォーカシングシステムに使用するのに特に好適で
ある。これに記載されているシステムでは、情報をトラ
ックに記憶させてあるキャリヤをレーザビームにより走
査する。反射ビームをプリズムにより２つのサブビーム
に分け、各サブビームを隣接する２個の光検知素子に供
給するキャリヤに記憶させてある情報は反射ビームの強
度変化により再生される。CDの場合、キャリヤは1m/s以
上のかなりの速度で走査され反射ビームは毎秒当り約百
万回変化する。
る整流接合５を有している光検知領域７を設ける。素子
A,B,C,Dの出力信号は導電トラック９を介して接点面10
に供給し、この接点面にて出力信号を取り出して別の所
でさらに電子的に処理することができる。しかし、信号
処理に必要な電子回路の全て、又はその一部を半導体本
体に集積化し、導体トラックを接点面10まででなく、信
号処理回路にまで延在させることもできる。本例のデバ
イスは所謂ホォーカルト・フォーカシングシステム、例
えばフィリップス テクニカルレビューからの前述した
論文に記載されているようなコンパクトディスクプレー
ヤのフォーカシングシステムに使用するのに特に好適で
ある。これに記載されているシステムでは、情報をトラ
ックに記憶させてあるキャリヤをレーザビームにより走
査する。反射ビームをプリズムにより２つのサブビーム
に分け、各サブビームを隣接する２個の光検知素子に供
給するキャリヤに記憶させてある情報は反射ビームの強
度変化により再生される。CDの場合、キャリヤは1m/s以
上のかなりの速度で走査され反射ビームは毎秒当り約百
万回変化する。
第１図ではサブビームを円S1,S2として線図的に示し
ている。円S1及びS2はフォーカシングシステムが情報キ
ャリヤ上にフォーカスされている場合の第１及び第２サ
ブビームをそれぞれ示す。光検知素子A,B,C,Dの系によ
って、光強度の変化を電気信号ILに変換することができ
る。この読取信号ILは種々の素子の読取信号の和、即ち
IL＝IA＋IB＋IC＋IDにより設定される。
ている。円S1及びS2はフォーカシングシステムが情報キ
ャリヤ上にフォーカスされている場合の第１及び第２サ
ブビームをそれぞれ示す。光検知素子A,B,C,Dの系によ
って、光強度の変化を電気信号ILに変換することができ
る。この読取信号ILは種々の素子の読取信号の和、即ち
IL＝IA＋IB＋IC＋IDにより設定される。
さらに、２つの制御信号、即ちフォーカスエラー信号
及びトラッキング信号も素子A,B,C,Dの出力信号から取
り出すことができ、又読取ビームをトラップさせ、情報
キャリヤ上にフォーカスさせると共に読み取るべきトラ
ックに留めることもできる。説明のために図面に示して
ある円S1′,S2′及びS1″,S2″は、システムのフォーカ
シング面が情報キャリヤの平面のそれぞれ上方及び下方
に位置する場合のサブビームを示している。フォーカス
エラー信号IFは素子A,Dの出力信号と素子B,Cの出力信号
との差、即ちIF＝（IA＋ID）−（IB＋IC）から得られ
る。読取ビームがトラックから外れると、第１サブビー
ムS1の強度が第２サブビームの強度と一致しなくなるた
め、第１組のトランジスタＡ及びＢの出力信号と第２組
のトランジスタＣ及びＤの出力信号との差からトラッキ
ング信号IS、即ちIS＝（IA＋IB）−（IC＋ID）を取り出
すことができる。
及びトラッキング信号も素子A,B,C,Dの出力信号から取
り出すことができ、又読取ビームをトラップさせ、情報
キャリヤ上にフォーカスさせると共に読み取るべきトラ
ックに留めることもできる。説明のために図面に示して
ある円S1′,S2′及びS1″,S2″は、システムのフォーカ
シング面が情報キャリヤの平面のそれぞれ上方及び下方
に位置する場合のサブビームを示している。フォーカス
エラー信号IFは素子A,Dの出力信号と素子B,Cの出力信号
との差、即ちIF＝（IA＋ID）−（IB＋IC）から得られ
る。読取ビームがトラックから外れると、第１サブビー
ムS1の強度が第２サブビームの強度と一致しなくなるた
め、第１組のトランジスタＡ及びＢの出力信号と第２組
のトランジスタＣ及びＤの出力信号との差からトラッキ
ング信号IS、即ちIS＝（IA＋IB）−（IC＋ID）を取り出
すことができる。
特にこれらの制御信号にとっては、素子A,B,C,Dが高
い出力信号、即ち発生する光電流よりも多数倍大きい出
力信号を発生するのが望ましい。レーザビームがほぼ理
想的な位置にある場合には、差信号IF及びISが小さくな
り、レーザをそれ以上殆ど再調整できない程となる。発
生する光電流を増幅するために、各素子A,B,C,Dにはト
ランジスタＴを設ける。各トランジスタＴはｐ形ベース
領域４及びこのベース領域内に配置されるｎ形エミッタ
領域６を有している。ｎ形エピタキシャル層２は全ての
サブトランジスタＴに共通のコレクタ領域を構成する。
各トランジスタは、光検知領域７から離間されるように
半導体本体中に配設することができるが、本例の場合の
ように光検知領域７と併合させるようにすることができ
る。この場合にはトランジスタＴのベース領域４が関連
する光検知領域７を構成する。従って、トランジスタが
追加のスペースを占めなくなる。
い出力信号、即ち発生する光電流よりも多数倍大きい出
力信号を発生するのが望ましい。レーザビームがほぼ理
想的な位置にある場合には、差信号IF及びISが小さくな
り、レーザをそれ以上殆ど再調整できない程となる。発
生する光電流を増幅するために、各素子A,B,C,Dにはト
ランジスタＴを設ける。各トランジスタＴはｐ形ベース
領域４及びこのベース領域内に配置されるｎ形エミッタ
領域６を有している。ｎ形エピタキシャル層２は全ての
サブトランジスタＴに共通のコレクタ領域を構成する。
各トランジスタは、光検知領域７から離間されるように
半導体本体中に配設することができるが、本例の場合の
ように光検知領域７と併合させるようにすることができ
る。この場合にはトランジスタＴのベース領域４が関連
する光検知領域７を構成する。従って、トランジスタが
追加のスペースを占めなくなる。
半導体デバイスのアセンブリをシリコン酸化物の絶縁
層14で覆い、この絶縁層のエミッタ領域６の個所に接点
窓８をあける。この接点窓を介してエミッタ領域６をア
ルミニウム導体トラック９により接点面10に接続する。
層14で覆い、この絶縁層のエミッタ領域６の個所に接点
窓８をあける。この接点窓を介してエミッタ領域６をア
ルミニウム導体トラック９により接点面10に接続する。
作動時には、例えば5Vのような正電圧をコレクタ電極
３に印加し、エミッタ電極を接地する。ベース領域４は
どこにも接続しないで、浮動状態とする。この場合、光
検知領域７の整流接合５（これはトランジスタＴのベー
ス−コレクタ接合と一致する）は空乏層領域によって囲
まれる。光が光検知領域７に入射して空乏層領域内に浸
透すると、その影響により空乏層領域内には正孔−電子
対が生成される。空乏層領域内にはびこる電界は発生し
た正孔をトランジスタのベース領域４へと押しやる。こ
のようにして発生した光電流IfはトランジスタＴに対す
るベース電流となり、これがエミッタ領域６とベース領
域４との間の電位を下げる。光量が十分な場合にトラン
ジスタＴは導通する。この場合にトランジスタには電流
IT＝（１＋hFE）・Ifが流れ、ここにhFEはトランジスタ
Ｔの増幅率を示す。増幅率hFEを適当な値とすると、ト
ランジスタＴは発生した光電流Ifの多数倍の電流を搬送
することができる。
３に印加し、エミッタ電極を接地する。ベース領域４は
どこにも接続しないで、浮動状態とする。この場合、光
検知領域７の整流接合５（これはトランジスタＴのベー
ス−コレクタ接合と一致する）は空乏層領域によって囲
まれる。光が光検知領域７に入射して空乏層領域内に浸
透すると、その影響により空乏層領域内には正孔−電子
対が生成される。空乏層領域内にはびこる電界は発生し
た正孔をトランジスタのベース領域４へと押しやる。こ
のようにして発生した光電流IfはトランジスタＴに対す
るベース電流となり、これがエミッタ領域６とベース領
域４との間の電位を下げる。光量が十分な場合にトラン
ジスタＴは導通する。この場合にトランジスタには電流
IT＝（１＋hFE）・Ifが流れ、ここにhFEはトランジスタ
Ｔの増幅率を示す。増幅率hFEを適当な値とすると、ト
ランジスタＴは発生した光電流Ifの多数倍の電流を搬送
することができる。
しかし、トランジスタを伴う従来の光検知素子の欠点
は、トランジスタであるために光検知素子が信号に追従
する速度が、同じ大きさの光検知面を有している光検知
ダイオードの場合よりも遥かに遅くなると云う点にあ
る。エミッタに対するベース領域の電圧の変化、従って
出力信号の変化は光検知領域の整流接合、即ちベース−
コレクタ接合のキャパシタンス（容量）によって絶えず
相殺される。その接合（の容量）が大きくなるにつれ
て、光検知素子の速度が一層遅くなる。光検知接合の面
積を小さくして素子の速度を高めることができるが、こ
の場合には光検知面上に検出すべき光を整列させるのに
かなり厳格な要求が課せられ、これは常に許容されると
は限らない。例えば、光学的記録の場合、レーザビーム
が（まだ）情報キャリヤ上にフォーカスされていない場
合に、そのレーザビームをトラップさせることができる
ようにすには、所定の最小寸法の光検知面が必要であ
る。例えば、CD装置の1MHzの信号に追従し得るようにす
るためには、光検知面の大きさを、それが最早レーザビ
ームをトラップさせることができない程度にまで小さく
しなければならない。これまでは十分速く作動する光検
知ダイオードを用いていたが、この場合には出力信号の
高さが犠牲になっている。実際上、ホトダイオードでは
出力信号が常に発生光電流に制限される。
は、トランジスタであるために光検知素子が信号に追従
する速度が、同じ大きさの光検知面を有している光検知
ダイオードの場合よりも遥かに遅くなると云う点にあ
る。エミッタに対するベース領域の電圧の変化、従って
出力信号の変化は光検知領域の整流接合、即ちベース−
コレクタ接合のキャパシタンス（容量）によって絶えず
相殺される。その接合（の容量）が大きくなるにつれ
て、光検知素子の速度が一層遅くなる。光検知接合の面
積を小さくして素子の速度を高めることができるが、こ
の場合には光検知面上に検出すべき光を整列させるのに
かなり厳格な要求が課せられ、これは常に許容されると
は限らない。例えば、光学的記録の場合、レーザビーム
が（まだ）情報キャリヤ上にフォーカスされていない場
合に、そのレーザビームをトラップさせることができる
ようにすには、所定の最小寸法の光検知面が必要であ
る。例えば、CD装置の1MHzの信号に追従し得るようにす
るためには、光検知面の大きさを、それが最早レーザビ
ームをトラップさせることができない程度にまで小さく
しなければならない。これまでは十分速く作動する光検
知ダイオードを用いていたが、この場合には出力信号の
高さが犠牲になっている。実際上、ホトダイオードでは
出力信号が常に発生光電流に制限される。
本発明は、十分速く作動して、数MHz以上の高い周波
数までの光学的信号を読み取ることができ、光学的記録
におけるように、全光検知面の大きさを、（まだ）フォ
ーカスされていないレーザビームをトラップさせるのに
十分な大きさとすることができ、しかも同じ大きさの光
検知面を有しているホトダイオードの出力信号よりも多
数倍高い出力信号を供給することのできる光検知素子A,
B,C,Dを提供する。従って、本発明によるデバイスは特
に光学的記録に好適である。
数までの光学的信号を読み取ることができ、光学的記録
におけるように、全光検知面の大きさを、（まだ）フォ
ーカスされていないレーザビームをトラップさせるのに
十分な大きさとすることができ、しかも同じ大きさの光
検知面を有しているホトダイオードの出力信号よりも多
数倍高い出力信号を供給することのできる光検知素子A,
B,C,Dを提供する。従って、本発明によるデバイスは特
に光学的記録に好適である。
本発明によれば素子A,B,C,Dの光検知領域７を少なく
とも第１のサブ領域71と第２のサブ領域72とに分け、こ
れら半導体本体内に互いに隔離させるように位置させ
る。さらに本発明によれば素子A,B,C,Dのトランジスタ
を２つのサブトランジスタT1及びT2に分ける。トランジ
スタT1及びT2はｎ形エピタキシャル層２の形態の共通コ
レクタ領域及び別個のｎ形ベース領域４をその内部に配
置したｎ形エミッタ領域６と一緒に有している。本例で
は、光検知サブ領域71,72がサブトランジスタT1及びT2
の各ベース領域の一部を形成して、光検知領域７の分割
によりトランジスタＴが必然的に２個のサブトランジス
タT1,T2に分かれるようにする。素子ごとにサブトラン
ジスタT1,T2のエミッタ領域６を導体トラック９により
相互接続する。この導体トラック９は接点面との接続も
する。
とも第１のサブ領域71と第２のサブ領域72とに分け、こ
れら半導体本体内に互いに隔離させるように位置させ
る。さらに本発明によれば素子A,B,C,Dのトランジスタ
を２つのサブトランジスタT1及びT2に分ける。トランジ
スタT1及びT2はｎ形エピタキシャル層２の形態の共通コ
レクタ領域及び別個のｎ形ベース領域４をその内部に配
置したｎ形エミッタ領域６と一緒に有している。本例で
は、光検知サブ領域71,72がサブトランジスタT1及びT2
の各ベース領域の一部を形成して、光検知領域７の分割
によりトランジスタＴが必然的に２個のサブトランジス
タT1,T2に分かれるようにする。素子ごとにサブトラン
ジスタT1,T2のエミッタ領域６を導体トラック９により
相互接続する。この導体トラック９は接点面との接続も
する。
本例では素子A,B;C,Dの光検知サブ領域71,72を少なく
ともほぼ同一行に配置する。これらの行をそれらの長辺
側にて互いに対向させて配置する。行内の外側の光検知
サブ領域を第１サブ領域71により構成する。行内の短い
方の内側サブ領域を第２サブ領域72とする。
ともほぼ同一行に配置する。これらの行をそれらの長辺
側にて互いに対向させて配置する。行内の外側の光検知
サブ領域を第１サブ領域71により構成する。行内の短い
方の内側サブ領域を第２サブ領域72とする。
素子A,B,C,Dの全光検知面は、これら素子の光検知サ
ブ領域71,72の表面積の和によって構成される。この全
光検知面は、例えば光学的記録において、レーザビーム
Ｓ′,S″が（まだ）情報キャリヤ上にフォーカスされて
いない場合に、このレーザビームをトラップさせるのに
用いることができる。この場合、素子は速く作動する必
要がなく、レーザビームＳ′,S″は比較的広く、しかも
光検知面71,72の比較的大部分をカバーする。
ブ領域71,72の表面積の和によって構成される。この全
光検知面は、例えば光学的記録において、レーザビーム
Ｓ′,S″が（まだ）情報キャリヤ上にフォーカスされて
いない場合に、このレーザビームをトラップさせるのに
用いることができる。この場合、素子は速く作動する必
要がなく、レーザビームＳ′,S″は比較的広く、しかも
光検知面71,72の比較的大部分をカバーする。
一旦ビームＳがフォーカスすると、このビームは狭く
なり、全光検知面71,72の限られた部分にしか向けられ
なくなる。本発明にデバイスでは、この限られた部分の
殆どが第２サブ領域72内に向けられる。従って、フォー
カス時における素子A,B,C,Dの寄生容量は第２サブ領域7
2の容量に限定される、この状態では、第１サブ領域71
は殆ど光を受けず、ベース電流を供給しないため、第１
サブトランジスタはずっとブロックされたままとなる。
この状態で光学信号が読み取られる。第２サブ領域72の
大きさは、素子が例えばCD装置からの反射レーザビーム
のような極めて高周波の光学信号にまで適切に追従し得
るように十分小さく選定することができる。さらに、フ
ォーカス状態ではビームの断面が小さくなるため、この
ビームの平均強度は高くなる。従って、光検知面の単位
面積当りに発生する光電流を大きくすることができるた
め、第２サブ領域72の表面が全光検知面71＋72に較べて
小さくても、素子に発生する光電流を十分大きくするこ
とができる。
なり、全光検知面71,72の限られた部分にしか向けられ
なくなる。本発明にデバイスでは、この限られた部分の
殆どが第２サブ領域72内に向けられる。従って、フォー
カス時における素子A,B,C,Dの寄生容量は第２サブ領域7
2の容量に限定される、この状態では、第１サブ領域71
は殆ど光を受けず、ベース電流を供給しないため、第１
サブトランジスタはずっとブロックされたままとなる。
この状態で光学信号が読み取られる。第２サブ領域72の
大きさは、素子が例えばCD装置からの反射レーザビーム
のような極めて高周波の光学信号にまで適切に追従し得
るように十分小さく選定することができる。さらに、フ
ォーカス状態ではビームの断面が小さくなるため、この
ビームの平均強度は高くなる。従って、光検知面の単位
面積当りに発生する光電流を大きくすることができるた
め、第２サブ領域72の表面が全光検知面71＋72に較べて
小さくても、素子に発生する光電流を十分大きくするこ
とができる。
素子A,B,C,Dの出力信号は、各素子のサブトランジス
タT1,T2の出力信号の和によって設定され、フォーカス
時における出力信号は、この場合第２サブ領域72だけし
か露光されないから第２サブトランジスタT2だけの出力
信号に単純化することができる。サブトランジスタT1,T
2は、これらにそれぞれ接続されている光検知サブ領域7
1及び72に発生する光電流を増加する。本例ではサブト
ランジスタT1及びT2の増幅率hFEを約15とするため、素
子A,B,C,Dの出力信号は、これらの素子に発生する光電
流よりも約16倍大きくなる。
タT1,T2の出力信号の和によって設定され、フォーカス
時における出力信号は、この場合第２サブ領域72だけし
か露光されないから第２サブトランジスタT2だけの出力
信号に単純化することができる。サブトランジスタT1,T
2は、これらにそれぞれ接続されている光検知サブ領域7
1及び72に発生する光電流を増加する。本例ではサブト
ランジスタT1及びT2の増幅率hFEを約15とするため、素
子A,B,C,Dの出力信号は、これらの素子に発生する光電
流よりも約16倍大きくなる。
各素子が同じ電気特性、特に同じ増幅率hFEを有する
場合にのみ、これらの各素子の出力信号がレーザビーム
の位置を確実に表わすことは制御信号IF及びISに対する
導関数から明らかである。この要件を満足させるために
できるだけ同一構成の素子Ａ〜Ｄを用いる。それにも拘
らず実際には依然として相対的な差異が生ずる。種々の
製造段階での局所的なバラツキにより各素子の全て、又
はほぼ全ての特性が或る程度の広がりを持つようにな
る。素子A,B,C,Dを位置させる相対距離が大きくなるに
つれて、斯種の偏差は大きくなる。このようなことを相
殺されるために、本例ではエミッタ領域６をベース領域
４内における素子行の対向側に配置する。従って、素子
Ａ〜ＤのサブトランジスタT1,T2の最も能動的な部分が
互いに比較的接近して位置付けられるため、デバイスは
局所的処理のバラツキに対し殆ど感応しなくなる。
場合にのみ、これらの各素子の出力信号がレーザビーム
の位置を確実に表わすことは制御信号IF及びISに対する
導関数から明らかである。この要件を満足させるために
できるだけ同一構成の素子Ａ〜Ｄを用いる。それにも拘
らず実際には依然として相対的な差異が生ずる。種々の
製造段階での局所的なバラツキにより各素子の全て、又
はほぼ全ての特性が或る程度の広がりを持つようにな
る。素子A,B,C,Dを位置させる相対距離が大きくなるに
つれて、斯種の偏差は大きくなる。このようなことを相
殺されるために、本例ではエミッタ領域６をベース領域
４内における素子行の対向側に配置する。従って、素子
Ａ〜ＤのサブトランジスタT1,T2の最も能動的な部分が
互いに比較的接近して位置付けられるため、デバイスは
局所的処理のバラツキに対し殆ど感応しなくなる。
第３図は本発明による半導体デバイスの第２の実施例
を示す。この場合のデバイスもｎ形半導体本体１内に配
置される４個の実際上同一の光検知素子A,B,C,Dを具え
ている。素子A,B,C,Dの各々にはｐ形光検知領域７を設
け、本発明によればこの領域を第１サブ領域71と第２サ
ブ領域72とに分ける。サブ領域71,72の各々は半導体本
体１の隣接部と整流pn接合５を形成し、これらのサブ領
域は２つの実際上同一の行に互いに並べて配置する。各
素子A,B,C,DはトランジスタＴも具えており、本発明に
よればこのトランジスタも２個のサブトランジスタT1,T
2に分ける。これら双方のトランジスタは、ｐ形ベース
領域４（各ベース領域は互いに隔離されている）と、ベ
ース領域内に配設されるｎ形エミッタ領域６と、半導体
本体１によって構成される共通ｎ形コレクタ領域とを有
している。素子Ａ〜Ｄのエミッタ領域６は導体トラック
９により接点面10に接続する。
を示す。この場合のデバイスもｎ形半導体本体１内に配
置される４個の実際上同一の光検知素子A,B,C,Dを具え
ている。素子A,B,C,Dの各々にはｐ形光検知領域７を設
け、本発明によればこの領域を第１サブ領域71と第２サ
ブ領域72とに分ける。サブ領域71,72の各々は半導体本
体１の隣接部と整流pn接合５を形成し、これらのサブ領
域は２つの実際上同一の行に互いに並べて配置する。各
素子A,B,C,DはトランジスタＴも具えており、本発明に
よればこのトランジスタも２個のサブトランジスタT1,T
2に分ける。これら双方のトランジスタは、ｐ形ベース
領域４（各ベース領域は互いに隔離されている）と、ベ
ース領域内に配設されるｎ形エミッタ領域６と、半導体
本体１によって構成される共通ｎ形コレクタ領域とを有
している。素子Ａ〜Ｄのエミッタ領域６は導体トラック
９により接点面10に接続する。
第１実施例と対比するに、本例では光検知サブ領域7
1,72及びサブトランジスタT1,T2を半導体本体１内に相
対的に離間させるように位置させる。種々の素子Ａ〜Ｄ
のサブトランジスタT1,T2は半導体本体１内に互いにで
きるだけ接近させて位置させて、半導体本体の製造処理
工程におけるバラツキによる相対的な差異をできるだけ
小さくする。光検知領域71,72は概して相対距離を大き
くして位置させると共に、各々を別個の導体トラック９
を介して素子Ａ〜Ｄの各サブトランジスタT1及びT2のベ
ース領域にそれぞれ接続する。
1,72及びサブトランジスタT1,T2を半導体本体１内に相
対的に離間させるように位置させる。種々の素子Ａ〜Ｄ
のサブトランジスタT1,T2は半導体本体１内に互いにで
きるだけ接近させて位置させて、半導体本体の製造処理
工程におけるバラツキによる相対的な差異をできるだけ
小さくする。光検知領域71,72は概して相対距離を大き
くして位置させると共に、各々を別個の導体トラック９
を介して素子Ａ〜Ｄの各サブトランジスタT1及びT2のベ
ース領域にそれぞれ接続する。
本例における半導体デバイスも特に、例えば光学的記
録装置のフォーカルトフォーカシングシステムに好適で
ある。この場合に、デバイスは第１実施例の場合と同じ
ように作動し得る。特に、読取信号及び２つの制御信号
に対しては第１実施例における場合と同じ式が成立す
る。
録装置のフォーカルトフォーカシングシステムに好適で
ある。この場合に、デバイスは第１実施例の場合と同じ
ように作動し得る。特に、読取信号及び２つの制御信号
に対しては第１実施例における場合と同じ式が成立す
る。
光検知サブ領域71,72は、フォーカス時にサブビームS
1,S2が実際上２行の内側の第２サブ領域72にだけ入射す
るように位置させる。この状態で情報キャリヤを読取る
ことができ、素子Ａ〜Ｄの寄生容量は素子の第２光検知
サブ領域72の容量だけに限定される。サブビームS1′,S
2′及びS1″,S2″をそれぞれトラッピングさせるため
に、レーザビームを情報キャリヤの表面の上方及び下方
にフォーカスさせる際には双方のサブ領域71,72を用い
ることができる。
1,S2が実際上２行の内側の第２サブ領域72にだけ入射す
るように位置させる。この状態で情報キャリヤを読取る
ことができ、素子Ａ〜Ｄの寄生容量は素子の第２光検知
サブ領域72の容量だけに限定される。サブビームS1′,S
2′及びS1″,S2″をそれぞれトラッピングさせるため
に、レーザビームを情報キャリヤの表面の上方及び下方
にフォーカスさせる際には双方のサブ領域71,72を用い
ることができる。
素子A,B,C,Dの寄生容量は、第２サブ領域72を縮小す
ることによって低減させることができるだけでなく、例
えば本発明による半導体デバイスの第３の実施例におけ
るように、第２サブ領域72をさらに細分化することによ
っても低減させることができる。第４図は本発明の第３
の実施例を示し、この場合の光検知素子Ａは本発明によ
い第１サブ領域71と第２サブ領域72とに分けられる光検
知領域を有している。本例では第２サブ領域72をさらに
４つのサブ領域721〜724に分け、これらのサブ領域を半
導体本体内に互いに隔離されるように配置する。各サブ
領域71,721……724は半導体本体の隣接部分とで整流pn
接合５を形成し、このpn接合は入射光を電気信号に変換
することができる。この信号を増幅するために、素子Ａ
には本例の場合、５個のサブトランジスタT1,T21,……T
24に分けられるトランジスタを設ける。各サブ領域71,7
21……724に各サブトランジスタT1,T21,……T24を割当
て、サブ領域71,721……724を各トランジスタのベース
領域と併合させるようにして、これらの各サブ領域を各
トランジスタに接続する。サブトランジスタのベース領
域４はｎ形エミッタ領域を包含しており、これらの各エ
ミッタ領域は導体トラック９に接続する。この導体トラ
ックを接点面10まで導き、この接点面から素子Ａの出力
信号を取出すことができる。
ることによって低減させることができるだけでなく、例
えば本発明による半導体デバイスの第３の実施例におけ
るように、第２サブ領域72をさらに細分化することによ
っても低減させることができる。第４図は本発明の第３
の実施例を示し、この場合の光検知素子Ａは本発明によ
い第１サブ領域71と第２サブ領域72とに分けられる光検
知領域を有している。本例では第２サブ領域72をさらに
４つのサブ領域721〜724に分け、これらのサブ領域を半
導体本体内に互いに隔離されるように配置する。各サブ
領域71,721……724は半導体本体の隣接部分とで整流pn
接合５を形成し、このpn接合は入射光を電気信号に変換
することができる。この信号を増幅するために、素子Ａ
には本例の場合、５個のサブトランジスタT1,T21,……T
24に分けられるトランジスタを設ける。各サブ領域71,7
21……724に各サブトランジスタT1,T21,……T24を割当
て、サブ領域71,721……724を各トランジスタのベース
領域と併合させるようにして、これらの各サブ領域を各
トランジスタに接続する。サブトランジスタのベース領
域４はｎ形エミッタ領域を包含しており、これらの各エ
ミッタ領域は導体トラック９に接続する。この導体トラ
ックを接点面10まで導き、この接点面から素子Ａの出力
信号を取出すことができる。
レーザビームＳが情報キャリヤ上にフォーカスされて
いると、素子の寄生容量は、この場合にビームが向けら
れるさらに細分割したサブ領域、例えば内側のサブ領域
722,723の容量に限定される。第２サブ領域を、その面
積を縮小化するためにさらに細分割することの利点は、
ビームＳを他のサブ領域721〜724に対して整列させるの
に厳格な要求を課する必要がなくなると言うことにあ
る。フォーカス時における素子A,B,C,Dの寄生容量は、
照射される細分割サブ領域がどんな特殊な状況にあって
も、それに無関係に、照射される細分割サブ領域722,72
3の容量に限定される。第１サブ領域71と同じ理由によ
り、比露光細分割サブ領域721,724は、この状態では素
子Ａの寄生容量に寄与しない。
いると、素子の寄生容量は、この場合にビームが向けら
れるさらに細分割したサブ領域、例えば内側のサブ領域
722,723の容量に限定される。第２サブ領域を、その面
積を縮小化するためにさらに細分割することの利点は、
ビームＳを他のサブ領域721〜724に対して整列させるの
に厳格な要求を課する必要がなくなると言うことにあ
る。フォーカス時における素子A,B,C,Dの寄生容量は、
照射される細分割サブ領域がどんな特殊な状況にあって
も、それに無関係に、照射される細分割サブ領域722,72
3の容量に限定される。第１サブ領域71と同じ理由によ
り、比露光細分割サブ領域721,724は、この状態では素
子Ａの寄生容量に寄与しない。
第５図は本発明による半導体デバイスの第４実施例を
示し、これは特に所謂非点収差フォーカシングシステム
に用いるのが好適である。このフォーカシングシステム
は光学的記録装置におけるフォーカルト・システムのよ
うに頻繁に用いられる。この場合、情報キャリヤによっ
て反射されたビームＳは、４個の光検知素子A,B,C,Dの
系に供給される前に、非点収差レンズに通される。この
結果、ビームＳが情報キャリヤ上にフォーカスされてい
る場合には、反射ビームがほぼ円形となり、又フォーカ
シング面が情報キャリヤの平面の上方及び下方にそれぞ
れ位置する場合には、ビームが楕円形Ｓ′及びＳ″とな
る。
示し、これは特に所謂非点収差フォーカシングシステム
に用いるのが好適である。このフォーカシングシステム
は光学的記録装置におけるフォーカルト・システムのよ
うに頻繁に用いられる。この場合、情報キャリヤによっ
て反射されたビームＳは、４個の光検知素子A,B,C,Dの
系に供給される前に、非点収差レンズに通される。この
結果、ビームＳが情報キャリヤ上にフォーカスされてい
る場合には、反射ビームがほぼ円形となり、又フォーカ
シング面が情報キャリヤの平面の上方及び下方にそれぞ
れ位置する場合には、ビームが楕円形Ｓ′及びＳ″とな
る。
本例における半導体デバイスは４個の光検知素子A,B,
C,Dを具えており、これらの各素子は本発明により２つ
のサブ領域71,72に分けられる光検知領域を有してい
る。各素子A,B,C,DのサブトランジスタT1及びT1は各サ
ブ領域71,72にそれぞ割当てられ、各サブトランジスタ
のベース領域は、サブ領域71及び72と併合されるよう
に、これらサブ領域に接続する。ベース領域４はｎ形エ
ピタキシャルシリコン層により構成される共通コレクタ
領域２内に設け、又これらのベース領域にはその内部に
配設されるｎ形エミッタ領域６を設ける。ｎ形エミッタ
領域６は素子A,B,C,D毎に相互接続して、それぞれ導体
トラック９を介して接点面10に接続する。
C,Dを具えており、これらの各素子は本発明により２つ
のサブ領域71,72に分けられる光検知領域を有してい
る。各素子A,B,C,DのサブトランジスタT1及びT1は各サ
ブ領域71,72にそれぞ割当てられ、各サブトランジスタ
のベース領域は、サブ領域71及び72と併合されるよう
に、これらサブ領域に接続する。ベース領域４はｎ形エ
ピタキシャルシリコン層により構成される共通コレクタ
領域２内に設け、又これらのベース領域にはその内部に
配設されるｎ形エミッタ領域６を設ける。ｎ形エミッタ
領域６は素子A,B,C,D毎に相互接続して、それぞれ導体
トラック９を介して接点面10に接続する。
各素子Ａ〜Ｄの光検知サブ領域71,72は、４つの第１
サブ領域71が中央部を囲み、この中央部に４つの第２サ
ブ領域が位置し、ビームが情報キャリヤ上にフォーカス
されている場合に、レーザビームＳが斯る中央部に当た
るように配置する。この場合、素子A,B,C,Dの寄生容量
は第２サブ領域72の容量に限定される。
サブ領域71が中央部を囲み、この中央部に４つの第２サ
ブ領域が位置し、ビームが情報キャリヤ上にフォーカス
されている場合に、レーザビームＳが斯る中央部に当た
るように配置する。この場合、素子A,B,C,Dの寄生容量
は第２サブ領域72の容量に限定される。
フォーカス時以外では楕円形のレーザビームＳ′及び
Ｓ″が４つの素子Ａ〜Ｄの内の２つの素子の上にそれぞ
れ延在する。ビームＳ′及びＳ″は照射された素子B,C
及びA,Dの全光検知面でそれぞれトラップさせることが
でき、これらの全光検知面は素子のサブ領域71,72の表
面の総和によって設定される。フォーカルトフォーカシ
ングシステムにおけると同様に、読取信号、フォーカス
エラー信号及びトラッキング信号は素子A,B,C,Dの出力
信号から取出すことができる。
Ｓ″が４つの素子Ａ〜Ｄの内の２つの素子の上にそれぞ
れ延在する。ビームＳ′及びＳ″は照射された素子B,C
及びA,Dの全光検知面でそれぞれトラップさせることが
でき、これらの全光検知面は素子のサブ領域71,72の表
面の総和によって設定される。フォーカルトフォーカシ
ングシステムにおけると同様に、読取信号、フォーカス
エラー信号及びトラッキング信号は素子A,B,C,Dの出力
信号から取出すことができる。
本発明は上述した例のみに限定されるものでなく、幾
多の変更を加え得ること勿論である。
多の変更を加え得ること勿論である。
例えば、半導体デバイスにはシリコンの代わりに他の
半導体材料、例えばゲルマニウム又はAIII−BV化合物、
特にGaAsのようなものを用いることもできる。この場合
には半導体材料を適当に選定することにより、検出すべ
く光の波長にデバイスを同調させることができる。さら
に、半導体本体における各領域の前述した導電形は反対
導電形とすることもできる。
半導体材料、例えばゲルマニウム又はAIII−BV化合物、
特にGaAsのようなものを用いることもできる。この場合
には半導体材料を適当に選定することにより、検出すべ
く光の波長にデバイスを同調させることができる。さら
に、半導体本体における各領域の前述した導電形は反対
導電形とすることもできる。
さらに、光検知接合は上述した各実施例におけるよう
に、同一材料のpn接合とする必要はなく、光検知接合は
例えばGaAs−AlGaAs接合又はシリコンとのヘテロ接合の
如きヘテロ接合により構成することもできる。
に、同一材料のpn接合とする必要はなく、光検知接合は
例えばGaAs−AlGaAs接合又はシリコンとのヘテロ接合の
如きヘテロ接合により構成することもできる。
導体トラックとしては、例えばアルミニウム、金及び
タングステンや、金属ケイ化物の如き金属や金属化合物
以外に、例えばリンをドープした多結晶又はアモルファ
スシリコンの如きドープ半導体材料も好適である。特
に、例えばシリコン又はインジウム酸化物の如き検出す
べき光に対して透過性である導電性の配線材料を用い
て、配線の下側に位置する光検知サブ領域の部分も光検
出の役割を果たせるようにすることができる。
タングステンや、金属ケイ化物の如き金属や金属化合物
以外に、例えばリンをドープした多結晶又はアモルファ
スシリコンの如きドープ半導体材料も好適である。特
に、例えばシリコン又はインジウム酸化物の如き検出す
べき光に対して透過性である導電性の配線材料を用い
て、配線の下側に位置する光検知サブ領域の部分も光検
出の役割を果たせるようにすることができる。
本発明はフォーカシング装置や、光学的記録に限定さ
れるものではなく、光を検出したり、又は光学信号を読
取る必要のあるあらゆる装置に用いることができる。本
発明によれば常にデバイスを極めて高周波の信号にまで
適切に追従させることができ、又デバイスの出力信号を
光検知ダイオードに較べて相当高く維持することができ
る。
れるものではなく、光を検出したり、又は光学信号を読
取る必要のあるあらゆる装置に用いることができる。本
発明によれば常にデバイスを極めて高周波の信号にまで
適切に追従させることができ、又デバイスの出力信号を
光検知ダイオードに較べて相当高く維持することができ
る。
第１図は本発明による半導体デバイスの第１実施例の平
面図； 第２図は第１図の半導体デバイスのII−II線上での断面
図； 第３図は本発明による半導体デバイスの第２実施例の平
面図； 第４図は本発明による半導体デバイスの第３実施例の平
面図； 第５図は本発明による半導体デバイスの第４実施例の平
面図である。 A,B,C,D……光検知素子 S1,S2……サブビーム Ｔ……トランジスタ T1,T2,T21〜T24……サブトランジスタ １……シリコン基板 ２……エピタキシャル層 ３……コレクタ電極 ４……ベース領域 ５……整流接合 ６……エミッタ領域 ７……光検知領域 71,72,721〜724……光検知サブ領域 ８……接点窓 ９……導電トラック 10……接点面 11……絶縁層
面図； 第２図は第１図の半導体デバイスのII−II線上での断面
図； 第３図は本発明による半導体デバイスの第２実施例の平
面図； 第４図は本発明による半導体デバイスの第３実施例の平
面図； 第５図は本発明による半導体デバイスの第４実施例の平
面図である。 A,B,C,D……光検知素子 S1,S2……サブビーム Ｔ……トランジスタ T1,T2,T21〜T24……サブトランジスタ １……シリコン基板 ２……エピタキシャル層 ３……コレクタ電極 ４……ベース領域 ５……整流接合 ６……エミッタ領域 ７……光検知領域 71,72,721〜724……光検知サブ領域 ８……接点窓 ９……導電トラック 10……接点面 11……絶縁層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−299583（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−28077（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−131765（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 31/10 - 31/119 G11B 7/12 - 7/22 H01L 27/15
Claims (10)
- 【請求項１】第１導電形のエミッタ領域及びコレクタ領
域と、これらの領域間に挟まれた第２の反対導電形のベ
ース領域とを有するトランジスタを具え、且つ整流接合
を有し、前記トランジスタのベース領域に導電接続され
る光検知領域を具えている光検知素子を半導体本体に設
けた半導体デバイスにおいて、前記光検知領域が少なく
とも第１サブ領域と第２サブ領域とを具え、且つ前記ト
ランジスタを少なくとも２つのサブトランジスタに細分
し、これらのサブトランジスタのベース領域を前記サブ
領域に別々に接続すると共に前記サブトランジスタのコ
レクタ又はエミッタ領域どうしをそれぞれ相互接続した
ことを特徴とする半導体デバイス。 - 【請求項２】前記第２光検知サブ領域の表面を前記第１
光検知サブ領域の表面よりも小さくしたことを特徴とす
る請求項１に記載の半導体デバイス。 - 【請求項３】前記半導体デバイスが第２の同様な光検知
素子を具え、両素子の光検知サブ領域を一行に配置した
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体デバイ
ス。 - 【請求項４】前記行における外側のサブ領域を第１サブ
領域とし、且つ内側のサブ領域を第２サブ領域で構成し
たことを特徴とする請求項２及び３のいずれかに記載の
半導体デバイス。 - 【請求項５】前記行の長辺側に対向して、第３及び第４
光検知素子の光検知サブ領域のほぼ同様な第２行を位置
させたことを特徴とする請求項2,3または４項のいずれ
かに記載の半導体デバイス。 - 【請求項６】前記光検知素子のベース領域が光検知サブ
領域を具え、且つエミッタ領域をベース領域内にて前記
２つの行の対向する長辺側に位置させたことを特徴とす
る請求項５に記載の半導体デバイス。 - 【請求項７】前記半導体デバイスが少なくとも４つの光
検知素子を具え、これらの光検知素子の内の第１光検知
サブ領域が中央部を囲み、この中央部内に第２光検知サ
ブ領域を位置させたことを特徴とする請求項１〜６のい
ずれかに記載の半導体デバイス。 - 【請求項８】前記半導体デバイスが少なくとも２個の光
検知素子を具え、これらの光検知素子のベース領域及び
光検知サブ領域を半導体本体内にて相対的に離間させる
ように位置させ、ベース領域を平均して光検知サブ領域
よりも互いに接近した配置としたことを特徴とする請求
項１〜５または７項のいずれかに記載の半導体デバイ
ス。 - 【請求項９】前記第２光検知サブ領域をさらに細分割
し、これらのサブ領域を、さらに細分割したトランジス
タの相対的に隔離しているベース領域に各々別々に接続
したことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の
半導体デバイス。 - 【請求項１０】光学的又は磁気光学的記録システムにて
情報を読み取ったり、又は書き込んだりする読取／書込
装置において、該装置が請求項１〜９のいずれかに記載
の半導体デバイスを具えていることを特徴とする読取／
書込装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL8901400A NL8901400A (nl) | 1989-06-02 | 1989-06-02 | Halfgeleiderinrichting met een stralingsgevoelig element. |
| NL8901400 | 1989-06-02 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0329377A JPH0329377A (ja) | 1991-02-07 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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| JP (1) | JP2961168B2 (ja) |
| KR (1) | KR100197772B1 (ja) |
| CN (1) | CN1021678C (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 |
| JP3372413B2 (ja) * | 1995-12-04 | 2003-02-04 | シャープ株式会社 | 光ピックアップ装置及び光記録再生装置 |
| JP3681236B2 (ja) * | 1996-10-28 | 2005-08-10 | 沖電気工業株式会社 | 半導体装置 |
| WO2000022677A1 (en) * | 1998-10-09 | 2000-04-20 | Polaroid Corporation | Method for improving the yield of an image sensor |
| NL1014504C2 (nl) * | 2000-02-25 | 2001-08-28 | Stichting Tech Wetenschapp | Positiegevoelige detector. |
| SE519103C2 (sv) * | 2000-06-02 | 2003-01-14 | Sitek Electro Optics Ab | Strålningspositionsdetektor |
| JP3712637B2 (ja) * | 2000-08-11 | 2005-11-02 | シャープ株式会社 | 液晶表示装置およびその欠陥修正方法 |
| DE102006013460B3 (de) | 2006-03-23 | 2007-11-08 | Prüftechnik Dieter Busch AG | Photodetektoranordnung, Messanordnung mit einer Photodetektoranordnung und Verfahren zum Betrieb einer Messanordnung |
| DE102006013461B3 (de) | 2006-03-23 | 2007-11-15 | Prüftechnik Dieter Busch AG | Photodetektoranordnung, Messanordnung mit einer Photodetektoranordnung und Verfahren zum Betrieb einer Messanordnung |
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|---|---|---|---|---|
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| US3925879A (en) * | 1974-09-11 | 1975-12-16 | Sensor Technology Inc | Process of fabricating photosensitive Darlington device |
| US4137428A (en) * | 1977-10-27 | 1979-01-30 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Optically actuated bidirectional semiconductor switch |
| JPS5658261A (en) * | 1979-10-18 | 1981-05-21 | Toshiba Corp | Semiconductor device |
| NL187374C (nl) * | 1981-07-10 | 1991-09-02 | Philips Nv | Inrichting voor het detecteren van straling. |
| JPS5892263A (ja) * | 1981-11-28 | 1983-06-01 | Fuji Electric Co Ltd | ダ−リントントランジスタ |
| JPS59193322A (ja) * | 1983-04-18 | 1984-11-01 | Canon Inc | 光電変換素子 |
| JPS6081660U (ja) * | 1983-11-10 | 1985-06-06 | 富士電機株式会社 | ダ−リントントランジスタ |
| JPS6283776A (ja) * | 1985-10-07 | 1987-04-17 | Minolta Camera Co Ltd | 現像器の支持機構 |
| NL8601719A (nl) * | 1986-07-02 | 1988-02-01 | Philips Nv | Electronisch instelbare positiegevoelige stralingsdetector, focusfoutdetectiestelsel voorzien van een dergelijke stralingsdetector, en optische lees- en/of schrijfinrichting voorzien van een dergelijk focusfoutdetectiestelsel. |
| JPS63118782A (ja) * | 1986-11-07 | 1988-05-23 | Konica Corp | 磁気ブラシ式クリ−ニング装置 |
| GB2201543A (en) * | 1987-02-25 | 1988-09-01 | Philips Electronic Associated | A photosensitive device |
| JPS63299583A (ja) * | 1987-05-29 | 1988-12-07 | Nec Corp | 光学的記録再生装置 |
-
1989
- 1989-06-02 NL NL8901400A patent/NL8901400A/nl not_active Application Discontinuation
-
1990
- 1990-05-29 DE DE69022481T patent/DE69022481T2/de not_active Expired - Fee Related
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