JP3090086B2 - 回路内蔵受光素子 - Google Patents
回路内蔵受光素子Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、入力される光信号
を電気信号に変換する回路内蔵受光素子に関し、特に、
広い周波数にわたって光信号を電気信号に変換し、且
つ、ＤＣオフセットレベル、すなわち光入力が無いとき
の基準電源電圧と光受信回路出力電圧との差電圧、を低
減する光受信回路に関する。
を電気信号に変換する回路内蔵受光素子に関し、特に、
広い周波数にわたって光信号を電気信号に変換し、且
つ、ＤＣオフセットレベル、すなわち光入力が無いとき
の基準電源電圧と光受信回路出力電圧との差電圧、を低
減する光受信回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】図５は、従来の光学式記録再生装置の構
成をブロック図にて示したものであるる。図５を参照す
ると、光ディスク装置等の光学式記録再生装置１４にお
いて、半導体レーザ１から出射された光は対物レンズ５
により集光され光ディスク等の記録媒体１０に照射さ
れ、記録媒体で反射された光は、ハーフプリズム３で分
岐されて光受信素子６に入射され、光受信素子６にて電
気信号へ変換された後、制御回路１２に入力されてい
る。なお、図５において、２はグレーティングプレー
ト、４はコリメートレンズ、７はシリンドリカルレン
ズ、８はフォーカスアクチュエータ、９はトラッキング
アクチュエータ、１１はスライドモータ、１３はサーボ
コントロールを示している。
成をブロック図にて示したものであるる。図５を参照す
ると、光ディスク装置等の光学式記録再生装置１４にお
いて、半導体レーザ１から出射された光は対物レンズ５
により集光され光ディスク等の記録媒体１０に照射さ
れ、記録媒体で反射された光は、ハーフプリズム３で分
岐されて光受信素子６に入射され、光受信素子６にて電
気信号へ変換された後、制御回路１２に入力されてい
る。なお、図５において、２はグレーティングプレー
ト、４はコリメートレンズ、７はシリンドリカルレン
ズ、８はフォーカスアクチュエータ、９はトラッキング
アクチュエータ、１１はスライドモータ、１３はサーボ
コントロールを示している。
【０００３】光受信素子６は、光学式記録再生装置１４
のフォーカス及びトラッキングサーボを制御する必要が
あるため、図６に示すように、複数のフォトダイオード
１５を備えている。
のフォーカス及びトラッキングサーボを制御する必要が
あるため、図６に示すように、複数のフォトダイオード
１５を備えている。
【０００４】初期の装置において、光受信素子６は、図
７に示すように、フォトダイオード１５のみを備えてお
り、光電流を制御回路１２に伝えるのみであった。
７に示すように、フォトダイオード１５のみを備えてお
り、光電流を制御回路１２に伝えるのみであった。
【０００５】しかし、近時、装置の小型化、記録媒体１
０の高速回転化に伴い、微弱な電流出力では、信号が制
御回路１２に伝わる間のノイズの影響を回避することが
難しくなるに至っている。
０の高速回転化に伴い、微弱な電流出力では、信号が制
御回路１２に伝わる間のノイズの影響を回避することが
難しくなるに至っている。
【０００６】そこで、例えば図８に示すような、電流−
電圧変換型の差動増幅器１７を内蔵し、電圧出力型の光
受信素子が主流となっている。図８を参照すると、差動
増幅器１７の反転入力端子にはフォトダイオード１５の
カソード端子が接続され、差動増幅器１７の非反転入力
端子には基準電圧Ｖｃが入力され、差動増幅器１７の出
力端子と非反転入力端子の間には帰還抵抗（抵抗値Ｒ
１）１６が接続されている。
電圧変換型の差動増幅器１７を内蔵し、電圧出力型の光
受信素子が主流となっている。図８を参照すると、差動
増幅器１７の反転入力端子にはフォトダイオード１５の
カソード端子が接続され、差動増幅器１７の非反転入力
端子には基準電圧Ｖｃが入力され、差動増幅器１７の出
力端子と非反転入力端子の間には帰還抵抗（抵抗値Ｒ
１）１６が接続されている。
【０００７】フォトダイオード１５にて発生した光電流
により、差動増幅器１７の帰還抵抗Ｒ１から電流ｉ１を
引き込む。したがって電流−電圧増幅器１７の出力ＶO
には、ＶO＝Ｒ１×ｉ１＋Ｖｃの電圧が発生する。差動
増幅器１７は大きなゲインをもっているため、反転入力
端子の電位も、ほぼ基準電圧Ｖｃと同じ電位となってい
る。電源電圧をＶｃｃとして、一般に、Ｖｃ＝１／２×
Ｖｃｃが印加される。
により、差動増幅器１７の帰還抵抗Ｒ１から電流ｉ１を
引き込む。したがって電流−電圧増幅器１７の出力ＶO
には、ＶO＝Ｒ１×ｉ１＋Ｖｃの電圧が発生する。差動
増幅器１７は大きなゲインをもっているため、反転入力
端子の電位も、ほぼ基準電圧Ｖｃと同じ電位となってい
る。電源電圧をＶｃｃとして、一般に、Ｖｃ＝１／２×
Ｖｃｃが印加される。
【０００８】図９は、図８の光受信素子の断面構造を模
式的に示したものである。図９に示すように、１つのチ
ップの中に、フォトダイオード１５と、フォトダイオー
ド１５で発生する光電流出力を電圧信号に変換する回路
部が搭載されている。
式的に示したものである。図９に示すように、１つのチ
ップの中に、フォトダイオード１５と、フォトダイオー
ド１５で発生する光電流出力を電圧信号に変換する回路
部が搭載されている。
【０００９】また、記録媒体１０が、高速回転・高密度
化されると、これに伴い、光受信回路に要求される周波
数帯域は高くなってきている。高帯域化の一例として、
例えば、２０倍速ＣＤ−ＲＯＭでは、周波数帯域（カッ
トオフ周波数）として、ｆｃ＝３０ＭＨｚが必要であ
る。
化されると、これに伴い、光受信回路に要求される周波
数帯域は高くなってきている。高帯域化の一例として、
例えば、２０倍速ＣＤ−ＲＯＭでは、周波数帯域（カッ
トオフ周波数）として、ｆｃ＝３０ＭＨｚが必要であ
る。
【００１０】交流的な光信号を入力した場合の出力電圧
（例えば図６において、Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ；再生信号用出
力）の周波数特性は、図８に示した差動増幅器１７の特
性とフォトダイオード１５によって決まることになる。
この際、再生信号は、最終的には、ＡＣ結合をしてＡＣ
成分のみを利用しているため、オフセット電圧が多少あ
っても問題にはならない。
（例えば図６において、Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ；再生信号用出
力）の周波数特性は、図８に示した差動増幅器１７の特
性とフォトダイオード１５によって決まることになる。
この際、再生信号は、最終的には、ＡＣ結合をしてＡＣ
成分のみを利用しているため、オフセット電圧が多少あ
っても問題にはならない。
【００１１】一方、サーボ制御は、各光受信回路の差信
号で行っている。例えば図６に示した構成の光受信回路
において、Ａ＋Ｃ−Ｂ−Ｄはフォーカスサーボ、Ｅ−Ｆ
はトラックサーボに用いられる。すなわち、光スポット
のフォーカシング制御には、光受信回路Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ
の出力についてＡ＋Ｃ−Ｂ−Ｄをフォーカス誤差として
例えばナイフエッジのフォーカス誤差検出が行われ、記
録媒体からの反射光のうち一次回折光は両側の光受信回
路Ｅ、Ｆに入射し光スポットのトラッキング制御信号と
して用いられ、トラッキングには、Ｅ−Ｆをトラッキン
グ誤差信号として例えばプッシュプルのトラッキングの
検出を行う。
号で行っている。例えば図６に示した構成の光受信回路
において、Ａ＋Ｃ−Ｂ−Ｄはフォーカスサーボ、Ｅ−Ｆ
はトラックサーボに用いられる。すなわち、光スポット
のフォーカシング制御には、光受信回路Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ
の出力についてＡ＋Ｃ−Ｂ−Ｄをフォーカス誤差として
例えばナイフエッジのフォーカス誤差検出が行われ、記
録媒体からの反射光のうち一次回折光は両側の光受信回
路Ｅ、Ｆに入射し光スポットのトラッキング制御信号と
して用いられ、トラッキングには、Ｅ−Ｆをトラッキン
グ誤差信号として例えばプッシュプルのトラッキングの
検出を行う。
【００１２】このため、各受信回路の出力電圧Ｖｏ（図
８参照）において、オフセット電圧を持っていると、正
常なサーボ制御が難しくなる。通常各受信回路のオフセ
ット電圧は、±２０ｍＶ以内に抑える必要がある。しか
しながら、サーボ制御は、機械的な制御であるため、高
帯域化は必要なく、高々ｆｃ＝１ＭＨｚあれば十分であ
る。
８参照）において、オフセット電圧を持っていると、正
常なサーボ制御が難しくなる。通常各受信回路のオフセ
ット電圧は、±２０ｍＶ以内に抑える必要がある。しか
しながら、サーボ制御は、機械的な制御であるため、高
帯域化は必要なく、高々ｆｃ＝１ＭＨｚあれば十分であ
る。
【００１３】同様な光学装置として、例えば特開平７−
９３７７１号公報の記載が参照される。
９３７７１号公報の記載が参照される。
【００１４】図８の回路のうち一つのフォトダイオード
に関する回路のみを抜き出した回路のブロックを図１０
に示す。図１０を参照すると、差動増幅回路の非反転入
力端子（＋）には基準電圧Ｖｃがオフセット補正抵抗Ｒ
２を介して接続され、反転入力端子（−）にはフォトダ
イオード１５のカソードが接続され、出力端子と反転入
力端子（−）との間には帰還抵抗Ｒ１が接続されてい
る。
に関する回路のみを抜き出した回路のブロックを図１０
に示す。図１０を参照すると、差動増幅回路の非反転入
力端子（＋）には基準電圧Ｖｃがオフセット補正抵抗Ｒ
２を介して接続され、反転入力端子（−）にはフォトダ
イオード１５のカソードが接続され、出力端子と反転入
力端子（−）との間には帰還抵抗Ｒ１が接続されてい
る。
【００１５】図１０に示した電流−電圧変換回路の周波
数特性は、フォトダイオード１５のジャンクション容量
（容量値Ｃ１）１８と、増幅器の帰還抵抗Ｒ１のＣＲ時
定数で主に律速されている。一般に、遮断周波数ｆｃは
ｆｃ＝１／（２・π・Ｃ１・Ｒ１）で与えられる。通
常、Ｃ１＝０．３ｐＦ、Ｒ１＝７０ＫΩ程度であるため
ｆｃ＝７．１ＭＨｚ程度しか得られない。
数特性は、フォトダイオード１５のジャンクション容量
（容量値Ｃ１）１８と、増幅器の帰還抵抗Ｒ１のＣＲ時
定数で主に律速されている。一般に、遮断周波数ｆｃは
ｆｃ＝１／（２・π・Ｃ１・Ｒ１）で与えられる。通
常、Ｃ１＝０．３ｐＦ、Ｒ１＝７０ＫΩ程度であるため
ｆｃ＝７．１ＭＨｚ程度しか得られない。
【００１６】また、フォトダイオードとしては、図９に
示したように、基板とエピタキシャル層による構成が一
般的である。しかしながら、近時、フォトダイオードを
高速化する目的で、図１１に示すような、エピタキシャ
ル層２１と拡散層２２によるフォトダイオードへ移行し
つつある。
示したように、基板とエピタキシャル層による構成が一
般的である。しかしながら、近時、フォトダイオードを
高速化する目的で、図１１に示すような、エピタキシャ
ル層２１と拡散層２２によるフォトダイオードへ移行し
つつある。
【００１７】このシステムに用いられる光の波長は７８
０ｎｍが主流を占めており、その波長では、Ｓｉへの吸
収長α＝１０μｍ（Ｓｉ中の深さ１０μｍの地点で光が
１／ｅに減衰する）である。しかし、エピタキシャル層
の厚さは、数μｍが一般的であるため、基板の深い位置
でキャリア（電子・正孔）が発生することになる。
０ｎｍが主流を占めており、その波長では、Ｓｉへの吸
収長α＝１０μｍ（Ｓｉ中の深さ１０μｍの地点で光が
１／ｅに減衰する）である。しかし、エピタキシャル層
の厚さは、数μｍが一般的であるため、基板の深い位置
でキャリア（電子・正孔）が発生することになる。
【００１８】基板の深い位置ではバイアスがかかってい
ないため、キャリアが拡散でしか移動せず、光生成電流
としての応答速度を低下させている。このため、例えば
ｆｃ＝５〜１０ＭＨｚ程度しか得られない。
ないため、キャリアが拡散でしか移動せず、光生成電流
としての応答速度を低下させている。このため、例えば
ｆｃ＝５〜１０ＭＨｚ程度しか得られない。
【００１９】図１１の構成では、基板の深い位置でのキ
ャリアは電源ラインにしか流れず、回路に入ってくる光
電流は、表面近傍の高速のキャリアのみであるため、高
速応答に適している。
ャリアは電源ラインにしか流れず、回路に入ってくる光
電流は、表面近傍の高速のキャリアのみであるため、高
速応答に適している。
【００２０】図１２は、当社出願の特願平８−７０３５
７（本願出願時未公開）に記載の光受信回路を示したも
のである。オペアンプを電流−電圧変換アンプ１７＋電
圧増幅アンプ２４の２段構成とすることにより、帰還抵
抗１６を小さくできるため信号の高速化に適している。
７（本願出願時未公開）に記載の光受信回路を示したも
のである。オペアンプを電流−電圧変換アンプ１７＋電
圧増幅アンプ２４の２段構成とすることにより、帰還抵
抗１６を小さくできるため信号の高速化に適している。
【００２１】また、図１３は、特開昭５８−３３８８０
号公報に記載の受光素子の構成を示す図である。縦方向
に複数のフォトダイオードを構成することにより感度の
高い受光素子を実現させている。
号公報に記載の受光素子の構成を示す図である。縦方向
に複数のフォトダイオードを構成することにより感度の
高い受光素子を実現させている。
【００２２】図１４は、特開昭６３−３１６３３０号公
報に記載の受光素子の構成を示す図である。情報再生信
号検出用の受光素子２６ａとサーボ検出用受光素子（２
６ｂ、２６ｃ、２６ｄ、２６ｅ）を分離し、それぞれの
受光素子を同一平面上に配置して独立して取り出す構成
となっている。従って、サーボ用と再生信号用にそれぞ
れ適した回路との接続が可能となっている。
報に記載の受光素子の構成を示す図である。情報再生信
号検出用の受光素子２６ａとサーボ検出用受光素子（２
６ｂ、２６ｃ、２６ｄ、２６ｅ）を分離し、それぞれの
受光素子を同一平面上に配置して独立して取り出す構成
となっている。従って、サーボ用と再生信号用にそれぞ
れ適した回路との接続が可能となっている。
【００２３】図１５は、特開平３−２２０７８１号公報
に記載の受光素子の構成を示す図である。ＰＮフォトダ
イオードが縦方向に複数構成されており、それぞれの出
力を比較することにより光の波長センサとして利用する
ことが可能となっている。
に記載の受光素子の構成を示す図である。ＰＮフォトダ
イオードが縦方向に複数構成されており、それぞれの出
力を比較することにより光の波長センサとして利用する
ことが可能となっている。
【００２４】図１６は、特開平２−２４６１６８号公報
に記載の受光素子の構成を示す図である。１つのＰＮフ
ォトダイオード上に複数に分割されたフォトダイオード
が配置されており、自由度の高い測距センサが得られ
る。
に記載の受光素子の構成を示す図である。１つのＰＮフ
ォトダイオード上に複数に分割されたフォトダイオード
が配置されており、自由度の高い測距センサが得られ
る。
【００２５】
【発明が解決しようとする課題】上記した各従来技術に
ついてその問題点について以下に検討する。
ついてその問題点について以下に検討する。
【００２６】（１）図１１に示した構成では、受光素子
の深さ方向に、１つのフォトダイオードしかないので、
サーボ用と再生信号用の出力が共通となる。このため、
低オフセットと高帯域という相反する特性を両立させな
ければならないという問題点を有している。
の深さ方向に、１つのフォトダイオードしかないので、
サーボ用と再生信号用の出力が共通となる。このため、
低オフセットと高帯域という相反する特性を両立させな
ければならないという問題点を有している。
【００２７】（２）図１２に示した回路構成では、高帯
域にすることはできるが、オフセット電圧が大きくなっ
てしまい、サーボ用の信号を再生する際悪影響がでると
いう問題点を有している。１段目のオペアンプ（差動増
幅器）によって発生したオフセット電圧を２段目の電圧
増幅器２４のゲイン分だけ増幅してしまう。１段目のオ
ペアンプのオフセット電圧は、帰還抵抗１６すなわちゲ
インにはあまり依存していないため、１段目の増幅器１
７で帰還抵抗１６を大きくして、２段目のアンプ２４の
電圧増幅を行わない構成に比べてオフセット電圧がｎ倍
大きくなる。
域にすることはできるが、オフセット電圧が大きくなっ
てしまい、サーボ用の信号を再生する際悪影響がでると
いう問題点を有している。１段目のオペアンプ（差動増
幅器）によって発生したオフセット電圧を２段目の電圧
増幅器２４のゲイン分だけ増幅してしまう。１段目のオ
ペアンプのオフセット電圧は、帰還抵抗１６すなわちゲ
インにはあまり依存していないため、１段目の増幅器１
７で帰還抵抗１６を大きくして、２段目のアンプ２４の
電圧増幅を行わない構成に比べてオフセット電圧がｎ倍
大きくなる。
【００２８】また、再生信号を得る際も、複数に分割さ
れたそれぞれの信号をサミングアンプにより合計する必
要があり、ノイズが大きくなるという問題点を有してい
る。
れたそれぞれの信号をサミングアンプにより合計する必
要があり、ノイズが大きくなるという問題点を有してい
る。
【００２９】（３）図１３に示した受光素子は感度は若
干高くできるが、取り出す光信号も深さ方向に１つのフ
ォトダイオードしかないため、サーボ用と再生信号用の
出力が共通となる。従って、低オフセットと高帯域とい
う相反する特性を両立させなければならないという問題
点を有している。
干高くできるが、取り出す光信号も深さ方向に１つのフ
ォトダイオードしかないため、サーボ用と再生信号用の
出力が共通となる。従って、低オフセットと高帯域とい
う相反する特性を両立させなければならないという問題
点を有している。
【００３０】（４）図１４に示した受光素子は、再生信
号用とサーボ用の光を独立に取り出すことができるが、
受光面積が大きくなり、また、光を分割する必要がある
ため光の効率も悪くなるという問題点を有している。
号用とサーボ用の光を独立に取り出すことができるが、
受光面積が大きくなり、また、光を分割する必要がある
ため光の効率も悪くなるという問題点を有している。
【００３１】（５）図１５に示した受光素子は、２つの
信号を縦方向に独立して取り出すことはできるが、受光
素子は同一平面に１つしか無く、サーボ検出用に複数の
受光素子を配置し演算させることができないという問題
点を有している。
信号を縦方向に独立して取り出すことはできるが、受光
素子は同一平面に１つしか無く、サーボ検出用に複数の
受光素子を配置し演算させることができないという問題
点を有している。
【００３２】（６）図１６に示した受光素子は、２つの
信号を縦方向に独立して取り出すことはできるか、再生
信号用の出力（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ）に相当する受光部が基
板より取り出す構成となっているため、基板領域からの
拡散による光生成キャリアを受けてしまうため、高速化
できないという問題点を有している。
信号を縦方向に独立して取り出すことはできるか、再生
信号用の出力（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ）に相当する受光部が基
板より取り出す構成となっているため、基板領域からの
拡散による光生成キャリアを受けてしまうため、高速化
できないという問題点を有している。
【００３３】したがって、本発明は、このような問題点
に鑑みなされたものであって、その目的は、回路の製造
プロセスを変更することなく、再生信号を高帯域で、サ
ーボ信号を低オフセット電圧で出力することができる回
路内蔵受光素子を提供することにある。
に鑑みなされたものであって、その目的は、回路の製造
プロセスを変更することなく、再生信号を高帯域で、サ
ーボ信号を低オフセット電圧で出力することができる回
路内蔵受光素子を提供することにある。
【００３４】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の回路内蔵受光素子は、第２導電型の基板の
上に形成された第１の導電型の埋込拡散層と、前記第１
の導電型の埋込拡散層の上に形成された第２の導電型の
埋込拡散層と、前記第２の導電型の埋込拡散層の上に堆
積された第１導電型のエピタキシャル層と、前記第１導
電型のエピタキシャル層の上に形成された第２の導電型
の拡散層と、を備え、前記第２の導電型の拡散層と前記
第１の導電型のエピタキシャル層より形成されるｐｎ接
合が再生信号用の受光素子として用いられ、前記第２の
導電型の拡散層は再生信号出力用端子に接続されてお
り、前記基板と前記第１の導電型の埋め込み拡散層より
形成されるｐｎ接合が複数のフォトダイオードに分割さ
れており、前記複数のフォトダイオードがそれぞれフォ
ーカスサーボ用出力端子に接続されている。
め、本発明の回路内蔵受光素子は、第２導電型の基板の
上に形成された第１の導電型の埋込拡散層と、前記第１
の導電型の埋込拡散層の上に形成された第２の導電型の
埋込拡散層と、前記第２の導電型の埋込拡散層の上に堆
積された第１導電型のエピタキシャル層と、前記第１導
電型のエピタキシャル層の上に形成された第２の導電型
の拡散層と、を備え、前記第２の導電型の拡散層と前記
第１の導電型のエピタキシャル層より形成されるｐｎ接
合が再生信号用の受光素子として用いられ、前記第２の
導電型の拡散層は再生信号出力用端子に接続されてお
り、前記基板と前記第１の導電型の埋め込み拡散層より
形成されるｐｎ接合が複数のフォトダイオードに分割さ
れており、前記複数のフォトダイオードがそれぞれフォ
ーカスサーボ用出力端子に接続されている。
【００３５】本発明の回路内蔵受光素子は、基板と第１
の導電型の埋め込み拡散層より形成されるｐｎ接合が複
数のフォトダイオードに分割することができる。
の導電型の埋め込み拡散層より形成されるｐｎ接合が複
数のフォトダイオードに分割することができる。
【００３６】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について以下
に説明する。本発明の実施の形態においては、基板の上
に形成された第１の導電型の埋込拡散層と、第１の導電
型の埋込拡散層の上に形成された第２の導電型の埋込拡
散層と、前記第２の導電型の埋込拡散層の上に堆積され
た第１導電型のエピタキシャル層と、前記第１導電型の
エピタキシャル層の上に形成された第２の導電型の拡散
層と、を備え、前記第１の導電型のエピタキシャル層と
前記第２の導電型の拡散層より形成されるｐｎ接合と、
前記基板と前記第１の導電型の埋め込み拡散層より形成
されるｐｎ接合と、が受光素子として、それぞれ、別の
回路に接続されている。
に説明する。本発明の実施の形態においては、基板の上
に形成された第１の導電型の埋込拡散層と、第１の導電
型の埋込拡散層の上に形成された第２の導電型の埋込拡
散層と、前記第２の導電型の埋込拡散層の上に堆積され
た第１導電型のエピタキシャル層と、前記第１導電型の
エピタキシャル層の上に形成された第２の導電型の拡散
層と、を備え、前記第１の導電型のエピタキシャル層と
前記第２の導電型の拡散層より形成されるｐｎ接合と、
前記基板と前記第１の導電型の埋め込み拡散層より形成
されるｐｎ接合と、が受光素子として、それぞれ、別の
回路に接続されている。
【００３７】本発明の実施の形態の回路内蔵受光素子
は、基板内で発生した拡散電流は、複数に分割されたフ
ォトダイオードを通し、サーボ信号のみを扱う高速では
ないが低オフセット電圧の電流−電圧変換換増幅器より
出力される。
は、基板内で発生した拡散電流は、複数に分割されたフ
ォトダイオードを通し、サーボ信号のみを扱う高速では
ないが低オフセット電圧の電流−電圧変換換増幅器より
出力される。
【００３８】また、表面近傍で発生した高速な光キャリ
アは、分割されていない表面のフォトダイオードを通
り、高速な電流−電圧変換換増幅器より、再生信号とし
て直接出力されるので、サミングアンプを必要としな
い。
アは、分割されていない表面のフォトダイオードを通
り、高速な電流−電圧変換換増幅器より、再生信号とし
て直接出力されるので、サミングアンプを必要としな
い。
【００３９】しかも、光受光素子の構成は、従来の回路
プロセスでも使用している工程を利用しているだけであ
るため、何らプロセスの変更を生じない。
プロセスでも使用している工程を利用しているだけであ
るため、何らプロセスの変更を生じない。
【００４０】
【実施例】上記した本発明の実施の形態について更に詳
細に説明すべく、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
細に説明すべく、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
【００４１】［実施例１］図１は、本発明の第１の実施
例の回路内蔵受光素子の縦断面図である。また、図２
は、本発明の第１の実施例の回路内蔵受光素子の平面図
である。
例の回路内蔵受光素子の縦断面図である。また、図２
は、本発明の第１の実施例の回路内蔵受光素子の平面図
である。
【００４２】図１を参照すると、本実施例においては、
ｐ-基板１９の上にｎ+埋込拡散層２０が分割して形成さ
れ、その上に、ｐ+埋込拡散層２３が形成されている。
更に、ｐ+埋込拡散層２３の上に、ｎ-エピタキシャル層
２１が形成されており、その上にｐ+拡散層２２が一つ
形成されている。更に、ｐ+拡散層２２の両側には、ト
ラック方向のサーボ検出用の受光素子２８ａ、２８ｂが
配置されている。
ｐ-基板１９の上にｎ+埋込拡散層２０が分割して形成さ
れ、その上に、ｐ+埋込拡散層２３が形成されている。
更に、ｐ+埋込拡散層２３の上に、ｎ-エピタキシャル層
２１が形成されており、その上にｐ+拡散層２２が一つ
形成されている。更に、ｐ+拡散層２２の両側には、ト
ラック方向のサーボ検出用の受光素子２８ａ、２８ｂが
配置されている。
【００４３】再生信号２９ａ（ＲＦ信号；再生信号用出
力）は、高速化が必要であるため、例えば図１２に示し
た回路に接続され、サミングアンプ無しに、Ａ＋Ｂ＋Ｃ
＋Ｄの信号を高速で得ることができる。
力）は、高速化が必要であるため、例えば図１２に示し
た回路に接続され、サミングアンプ無しに、Ａ＋Ｂ＋Ｃ
＋Ｄの信号を高速で得ることができる。
【００４４】一方、フォーカスサーボ用信号２９ｂは、
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄそれぞれのフォトダイオードよりオフセ
ットが低く抑えられる、図１０に示した回路に接続され
る。
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄそれぞれのフォトダイオードよりオフセ
ットが低く抑えられる、図１０に示した回路に接続され
る。
【００４５】このような構成にすることにより、高速な
フォトダイオードを高帯域な回路に接続し、しかもサミ
ングアンプが不要にできる。
フォトダイオードを高帯域な回路に接続し、しかもサミ
ングアンプが不要にできる。
【００４６】また、深いところにある高速ではないフォ
トダイオードから低オフセット電圧にできる回路に接続
し、低オフセット電圧なサーボ用出力が得られる。
トダイオードから低オフセット電圧にできる回路に接続
し、低オフセット電圧なサーボ用出力が得られる。
【００４７】しかも、上記構成は従来の回路プロセスで
も使用している工程であるため何らプロセスの変更を生
じない。
も使用している工程であるため何らプロセスの変更を生
じない。
【００４８】［実施例２］図３は、本発明の第２の実施
例の回路内蔵受光素子の縦断面図である。また、図４は
本発明の第２の実施例の回路内蔵受光素子の平面図であ
る。図３を参照すると、本実施例においては、図１に示
した構成において、再生信号用の受光素子を、トラック
サーボ用の光が入る所まで延在させている。こうするこ
とにより、再生信号用の光電流が増えるためＳ／Ｎの良
い特性を得ることができる。実際は約１．５倍の感度を
向上させることができる。
例の回路内蔵受光素子の縦断面図である。また、図４は
本発明の第２の実施例の回路内蔵受光素子の平面図であ
る。図３を参照すると、本実施例においては、図１に示
した構成において、再生信号用の受光素子を、トラック
サーボ用の光が入る所まで延在させている。こうするこ
とにより、再生信号用の光電流が増えるためＳ／Ｎの良
い特性を得ることができる。実際は約１．５倍の感度を
向上させることができる。
【００４９】この実施例の構成も、図１に示した構成と
同様に、従来の回路プロセスのみで構成されているため
何らプロセスの変更を生じない。
同様に、従来の回路プロセスのみで構成されているため
何らプロセスの変更を生じない。
【００５０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の回路内蔵
受光素子は、深さ方向に独立した２つの受光素子を配置
し、それぞれ別の回路に接続することにより、高帯域再
生信号の伝達を可能とすると共に、高精度なサーボ制御
を可能とする、という効果を奏する。しかも、本発明に
おいては、デバイスの構造は、従来の回路プロセスでも
使用している工程のみであるため、何らプロセスの変更
を生じない。
受光素子は、深さ方向に独立した２つの受光素子を配置
し、それぞれ別の回路に接続することにより、高帯域再
生信号の伝達を可能とすると共に、高精度なサーボ制御
を可能とする、という効果を奏する。しかも、本発明に
おいては、デバイスの構造は、従来の回路プロセスでも
使用している工程のみであるため、何らプロセスの変更
を生じない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例の回路内蔵受光素子の構
成を示す断面図である。
成を示す断面図である。
【図２】本発明の第１の実施例の回路内蔵受光素子の構
成を示す平面図である。
成を示す平面図である。
【図３】本発明の第２の実施例の回路内蔵受光素子の構
成を示す断面図である。
成を示す断面図である。
【図４】本発明の第２の実施例の回路内蔵受光素子の構
成を示す平面図である。
成を示す平面図である。
【図５】光学式記録再生装置のブロック図である。
【図６】光受信回路のフォトダイオードを示す平面図で
ある。
ある。
【図７】従来の光受信素子の構成の一例を示す図であ
る。
る。
【図８】従来の光受信素子の別の構成を示す図である。
【図９】従来の光受信素子の断面図である。
【図１０】図８の構成のうち１つのフォトダイオードに
関する部分の回路構成を示す図である。
関する部分の回路構成を示す図である。
【図１１】従来の光受信素子の断面図である。
【図１２】本願出願人（整理番号７４８０４６７８）の
光受信回路を示す図である。
光受信回路を示す図である。
【図１３】特開昭５８−３３８８０号公報に記載の光受
信素子を示す図である。
信素子を示す図である。
【図１４】特開昭６３−３１６３３０号公報に記載の光
受信素子を示す図である。
受信素子を示す図である。
【図１５】特開平３−２２０７８１号公報に記載の光受
信素子を示す図である。
信素子を示す図である。
【図１６】特開平２−２４６１６８号公報に記載の光受
信素子を示す図である。
信素子を示す図である。
１ 半導体レーザ ２ グレーティングプレート ３ ハーフプリズム ４ コリメートレンズ ５ 対物レンズ ６ 光受信素子 ７ シリンドリカルレンズ ８ フォーカスアクチュエータ ９ トラッキングアクチュエータ １０ ディスク １１ スライドモータ １２ 制御回路 １３ サーボコントロール １４ 光学式記録再生装置 １５ フォトダイオード １６ 帰還抵抗 １７ 電流−電圧変換増幅器 １８ ジャンクション容量 １９ ｐ型基板 ２０ ｎ+型埋込拡散層 ２１ ｎ-エピタキシャル層 ２２ ｐ+型拡散層 ２３ ｐ+型埋込拡散層 ２４ 電圧増幅器 ２５ａ、２５ｂ、２７ａ、２７ｂ、２７ｃ ｐ層 ２６ａ 再生信号検出用受光素子 ２６ｂ、２６ｃ、２６ｄ、２６ｅ フォーカスサーボ検
出用受光素子 ２８ａ、２８ｂ トラッキングサーボ用受光素子 ２９ａ 再生信号用光電流出力端子 ２９ｂ フォーカスサーボ信号用光電流出力端子 ２９ｃ トラッキングサーボ信号用光電流出力端子
出用受光素子 ２８ａ、２８ｂ トラッキングサーボ用受光素子 ２９ａ 再生信号用光電流出力端子 ２９ｂ フォーカスサーボ信号用光電流出力端子 ２９ｃ トラッキングサーボ信号用光電流出力端子
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｌ 31/10 Ｈ０１Ｌ 31/10 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 27/14 - 27/148 H01L 29/762 - 29/768
Claims (3)
- 【請求項１】第２導電型の基板の上に形成された第１の
導電型の埋込拡散層と、 前記第１の導電型の埋込拡散層の上に形成された第２の
導電型の埋込拡散層と、 前記第２の導電型の埋込拡散層の上に堆積された第１導
電型のエピタキシャル層と、 前記第１導電型のエピタキシャル層の上に形成された第
２の導電型の拡散層と、 を備え、前記第２の導電型の拡散層と 前記第１の導電型のエピタ
キシャル層より形成されるｐｎ接合が再生信号用の受光
素子として用いられ、前記第２の導電型の拡散層は再生
信号出力用端子に接続されており、 前記基板と前記第１の導電型の埋め込み拡散層より形成
されるｐｎ接合が複数のフォトダイオードに分割されて
おり、前記複数のフォトダイオードがそれぞれフォーカ
スサーボ用出力端子に接続されている、 ことを特徴とす
る回路内蔵受光素子。 - 【請求項２】トラックサーボ用の光を受光する受光素子
として、前記再生信号出力用端子に接続されている前記
第２の導電型の拡散層の両側に設けられた第２の導電型
の第２、第３の拡散層と第１の導電型のエピタキシャル
層よりなるｐｎ接合が用いられ、前記第２、第３の拡散
層がトラッキンングサーボ用出力端子にそれぞれ接続さ
れている、ことを特徴とする請求項１記載の回路内蔵受
光素子。 - 【請求項３】前記第１の導電型のエピタキシャル層と前
記第２の導電型の拡散層より形成されるｐｎ接合からな
る前記再生信号用の受光素子を、トラックサーボ用の光
が入る所まで延在してなる、ことを特徴とする請求項１
記載の回路内蔵受光素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09122984A JP3090086B2 (ja) | 1997-04-25 | 1997-04-25 | 回路内蔵受光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09122984A JP3090086B2 (ja) | 1997-04-25 | 1997-04-25 | 回路内蔵受光素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10303404A JPH10303404A (ja) | 1998-11-13 |
| JP3090086B2 true JP3090086B2 (ja) | 2000-09-18 |
Family
ID=14849427
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09122984A Expired - Fee Related JP3090086B2 (ja) | 1997-04-25 | 1997-04-25 | 回路内蔵受光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3090086B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1146010A (ja) * | 1997-05-27 | 1999-02-16 | Hamamatsu Photonics Kk | アバランシェフォトダイオード |
-
1997
- 1997-04-25 JP JP09122984A patent/JP3090086B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10303404A (ja) | 1998-11-13 |
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