JP3364989B2 - 分割光センサ−用アバランシェフォトダイオ−ド - Google Patents
分割光センサ−用アバランシェフォトダイオ−ドInfo
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- JP3364989B2 JP3364989B2 JP16730493A JP16730493A JP3364989B2 JP 3364989 B2 JP3364989 B2 JP 3364989B2 JP 16730493 A JP16730493 A JP 16730493A JP 16730493 A JP16730493 A JP 16730493A JP 3364989 B2 JP3364989 B2 JP 3364989B2
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は例えば光スポットの位置
検出などに使用される分割光センサ−用アバランシェフ
ォトダイオ−ドに関するものである。
検出などに使用される分割光センサ−用アバランシェフ
ォトダイオ−ドに関するものである。
【0002】
【従来の技術】アバランシェフォトダイオ−ド(以下、
APDという)は素子自体が信号の増幅作用を有してお
り、高感度で応答速度も非常に早いという利点がある。
このため、微弱光検出用として計測用受光素子、または
高速応答を必要とする光通信等に広く利用されている。
APDという)は素子自体が信号の増幅作用を有してお
り、高感度で応答速度も非常に早いという利点がある。
このため、微弱光検出用として計測用受光素子、または
高速応答を必要とする光通信等に広く利用されている。
【0003】しかしながら、一般計測用途では、信号光
が弱い場合には光源の光量を増すことにより十分な強度
の検出信号を得ることが比較的容易であるので、わざわ
ざ高価で回路も複雑なAPDが使用される事はあまりな
かった。
が弱い場合には光源の光量を増すことにより十分な強度
の検出信号を得ることが比較的容易であるので、わざわ
ざ高価で回路も複雑なAPDが使用される事はあまりな
かった。
【0004】ところが近年、フォトセンサ−を用いたシ
ステムは複雑さを増しており、単純に光源の光量を増す
ことができない場合が生じてきている。また、計測用途
を考えると、その受光部の形状は使用されるシステムの
要請によって多種多様であるが、スポット光の入射位置
を検出するためには、2分割または4分割など複数に分
割された受光部を有する分割フォトセンサ−が用いられ
ている。
ステムは複雑さを増しており、単純に光源の光量を増す
ことができない場合が生じてきている。また、計測用途
を考えると、その受光部の形状は使用されるシステムの
要請によって多種多様であるが、スポット光の入射位置
を検出するためには、2分割または4分割など複数に分
割された受光部を有する分割フォトセンサ−が用いられ
ている。
【0005】APDは公知のプレ−ナ技術を用いて製造
することができるので、一チップ内に複数の分割受光部
を作り込む場合においても、1つの素子を製作するのと
ほとんど変わらない工程で、同時に同一基板上に形成す
ることができる。
することができるので、一チップ内に複数の分割受光部
を作り込む場合においても、1つの素子を製作するのと
ほとんど変わらない工程で、同時に同一基板上に形成す
ることができる。
【0006】図3は従来技術による分割シリコンAPD
(Si−APD)の一例を示す平面図であり、図4は図
3におけるB−B’断面図である。この例では、P型シ
リコン(Si)基板上に4分割された受光部9、10、
11、12と、2つの独立した別の受光部13、14が
形成されている。
(Si−APD)の一例を示す平面図であり、図4は図
3におけるB−B’断面図である。この例では、P型シ
リコン(Si)基板上に4分割された受光部9、10、
11、12と、2つの独立した別の受光部13、14が
形成されている。
【0007】P型基板1の表面上にはエピタキシャル成
長によりπ層2が形成されている。π層2の表面上の受
光部を除く領域は入射光によってN型に反転するのを防
止するためにP+ 拡散層からなるチャネルカット拡散層
3によって覆われている。
長によりπ層2が形成されている。π層2の表面上の受
光部を除く領域は入射光によってN型に反転するのを防
止するためにP+ 拡散層からなるチャネルカット拡散層
3によって覆われている。
【0008】各受光部にはアバランシェ増倍に必要な高
電界領域を形成するためにP型拡散層4が形成され、そ
の表面上にN+ 型拡散層7を形成することによって受光
素子となるPN接合5、6が形成される。P型拡散層4
およびN+ 型拡散層7の周囲を囲むように各受光部に設
けられたガ−ドリング8はN型拡散層であり、受光素子
であるPN接合5、6の周縁部とSi表面との接触によ
る局部的なブレ−クダウンを防止するためのものであ
る。
電界領域を形成するためにP型拡散層4が形成され、そ
の表面上にN+ 型拡散層7を形成することによって受光
素子となるPN接合5、6が形成される。P型拡散層4
およびN+ 型拡散層7の周囲を囲むように各受光部に設
けられたガ−ドリング8はN型拡散層であり、受光素子
であるPN接合5、6の周縁部とSi表面との接触によ
る局部的なブレ−クダウンを防止するためのものであ
る。
【0009】受光部9、10、11、12は入射光のス
ポット照射位置を検出するための4分割光センサ−を構
成するものであり、受光部13、14は信号光を検出す
るためのものである。これら各受光部9、10、11、
12、13、14はそれぞれに設けられた金属配線によ
って個々に受光出力が取り出し可能となっている。
ポット照射位置を検出するための4分割光センサ−を構
成するものであり、受光部13、14は信号光を検出す
るためのものである。これら各受光部9、10、11、
12、13、14はそれぞれに設けられた金属配線によ
って個々に受光出力が取り出し可能となっている。
【0010】受光部9、10、11、12からなる4分
割センサ−は受光部間をできるだけ接近して形成される
ことが要求される。なぜなら、入射光のスポット照射位
置に対応した4つの受光部のセンサ−の出力差によって
スポット照射位置を割り出しており、入射光のスポット
の大きさ(スポット径)よりもそれぞれの受光部がはな
れていると位置の判定ができないからである。
割センサ−は受光部間をできるだけ接近して形成される
ことが要求される。なぜなら、入射光のスポット照射位
置に対応した4つの受光部のセンサ−の出力差によって
スポット照射位置を割り出しており、入射光のスポット
の大きさ(スポット径)よりもそれぞれの受光部がはな
れていると位置の判定ができないからである。
【0011】受光部9、10、11、12を隔てている
分割線15は前記チャネルカット拡散層3によって同時
に形成されており、この分割線15上の分割領域は光に
対して感度がなく、そこに入射した光は信号として出力
されないので、この分割線15は狭いほどよい。
分割線15は前記チャネルカット拡散層3によって同時
に形成されており、この分割線15上の分割領域は光に
対して感度がなく、そこに入射した光は信号として出力
されないので、この分割線15は狭いほどよい。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】チャネルカット拡散層
3を設ける目的はπ層2の表面がN型に反転するのを防
止することであるから、その不純物濃度はN型反転が起
こらないだけの濃度が必要である。しかし、受光部間を
できるだけ接近させて形成する必要がある場合には、こ
のチャネルカット拡散層3の不純物濃度を必要以上に高
めることはできない。もしこのチャネルカット拡散層3
の不純物濃度が必要以上に高い場合、次のような問題が
発生する。
3を設ける目的はπ層2の表面がN型に反転するのを防
止することであるから、その不純物濃度はN型反転が起
こらないだけの濃度が必要である。しかし、受光部間を
できるだけ接近させて形成する必要がある場合には、こ
のチャネルカット拡散層3の不純物濃度を必要以上に高
めることはできない。もしこのチャネルカット拡散層3
の不純物濃度が必要以上に高い場合、次のような問題が
発生する。
【0013】APDの受光部は非常に高い逆方向電圧で
バイアスされた状態に置かれるので、空乏層は厚さ方向
にはπ層2にまで広がる。これは面方向に対しても同様
であり、受光部からその周囲のチャネルカット拡散層3
にまで広がる。この時、チャネルカット拡散層3の不純
物濃度が十分高ければ空乏層の広がりをそこで止めるこ
とができる。
バイアスされた状態に置かれるので、空乏層は厚さ方向
にはπ層2にまで広がる。これは面方向に対しても同様
であり、受光部からその周囲のチャネルカット拡散層3
にまで広がる。この時、チャネルカット拡散層3の不純
物濃度が十分高ければ空乏層の広がりをそこで止めるこ
とができる。
【0014】この状態でさらにバイアスを加えていく
と、リ−チスル−と呼ばれるブレ−クダウンをおこして
しまう。これを防ぐには、チャネルカット拡散層3の位
置を受光部から遠ざければ良いが、それは受光部間の分
割線15による間隔を広げることになり前述のように分
割光センサ−としてのAPDの性能上好ましくない。
と、リ−チスル−と呼ばれるブレ−クダウンをおこして
しまう。これを防ぐには、チャネルカット拡散層3の位
置を受光部から遠ざければ良いが、それは受光部間の分
割線15による間隔を広げることになり前述のように分
割光センサ−としてのAPDの性能上好ましくない。
【0015】チャネルカット拡散層3の不純物濃度をリ
−チスル−が生じない必要最小限まで下げることによ
り、複数の受光部を接近させて形成することができる
が、この場合は図3に示したように各受光部より受光出
力を取り出すための金属配線16の存在によって次のよ
うな問題が更に発生する。
−チスル−が生じない必要最小限まで下げることによ
り、複数の受光部を接近させて形成することができる
が、この場合は図3に示したように各受光部より受光出
力を取り出すための金属配線16の存在によって次のよ
うな問題が更に発生する。
【0016】すなわち、Al等で形成された配線16は
Si層との間にSiO2 などの極めて薄い絶縁膜を有す
るMOS構造を形成している。通常、Si−APDで
は、この配線に約100Vのバイアス電圧が印加されて
いるので、配線16の下のSi層、すなわちチャネルカ
ット拡散層3は電界によって表面のポテンシャルが変動
する。この時、チャネルカット拡散層3の不純物濃度が
あまり高くないと、引き寄せられた電子により容易にN
型に反転してしまう。
Si層との間にSiO2 などの極めて薄い絶縁膜を有す
るMOS構造を形成している。通常、Si−APDで
は、この配線に約100Vのバイアス電圧が印加されて
いるので、配線16の下のSi層、すなわちチャネルカ
ット拡散層3は電界によって表面のポテンシャルが変動
する。この時、チャネルカット拡散層3の不純物濃度が
あまり高くないと、引き寄せられた電子により容易にN
型に反転してしまう。
【0017】配線16の下がN型に反転するという事
は、受光部を形成しているPN接合5、6が配線16の
下まで広がってしまうことを意味し、暗電流の増加や接
合容量の増加を招くことになる。
は、受光部を形成しているPN接合5、6が配線16の
下まで広がってしまうことを意味し、暗電流の増加や接
合容量の増加を招くことになる。
【0018】更に図3に示したように配線16がチャネ
ルカット拡散層3を越えて外の領域まで達しているよう
な場合、この配線下に生じたN型反転層を通してチャネ
ルカット拡散層3と外の領域とが導通してしまい、チャ
ネルカット拡散層3が無いのと同じ事になってしまう。
従って、チャネルカット拡散層3を越えて外の領域に達
するような配線は許されなくなり、設計上の制約を受け
ることになる。
ルカット拡散層3を越えて外の領域まで達しているよう
な場合、この配線下に生じたN型反転層を通してチャネ
ルカット拡散層3と外の領域とが導通してしまい、チャ
ネルカット拡散層3が無いのと同じ事になってしまう。
従って、チャネルカット拡散層3を越えて外の領域に達
するような配線は許されなくなり、設計上の制約を受け
ることになる。
【0019】本発明はかかる問題を解決するためになさ
れたもので、暗電流の増加や接合容量の増加を防ぎ、狭
幅の分割線で自由度の高い設計が可能である分割光セン
サ−用アバランシェフォトダイオ−ドを提供することを
目的とする。
れたもので、暗電流の増加や接合容量の増加を防ぎ、狭
幅の分割線で自由度の高い設計が可能である分割光セン
サ−用アバランシェフォトダイオ−ドを提供することを
目的とする。
【0020】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成すべく、
本発明の請求項1における発明は、半導体基板の表面に
PN接合による受光領域と、該受光領域の周囲表面を覆
うフィ−ルド反転防止のためのチャネルカット拡散層と
が形成され、前記受光領域の表面がチャネルカット拡散
層による分割線で複数に分割され、この分割された個々
の受光領域から別々に受光出力が取り出されるように構
成された分割光センサ−用アバランシェフォトダイオ−
ドにおいて、前記分割線を構成するチャネルカット拡散
層は、表面固定電荷による導電型反転を防止し、且つ、
リーチスルーが生じない不純物濃度を有し、その他の部
分のチャネルカット拡散層は、表面固定電荷による導電
型反転を防止する不純物濃度を有し、前記分割線を構成
するチャネルカット拡散層がその他の部分のチャネルカ
ット拡散層よりも低い不純物濃度を有することを特徴と
する。また、請求項2に係る発明は,請求項1に記載の
分割光センサー用アバランシェフォトダイオードにおい
て、前記半導体基板は、P型基板と該基板上に配置され
たエピタキシャルによるπ層を有し、前記受光領域は、
P型拡散層の上にN型拡散層を配置して構成され、前記
チャネルカット拡散層は、P型拡散層からなることを特
徴とする。また、請求項3に係る発明は、請求項1また
は請求項2のいずれかに記載の分割光センサー用アバラ
ンシェフォトダイオードにおいて、前記分割線を構成す
るチャネルカット拡散層は、前記π層の表面に配置さ
れ、1〜3×1015cm-3の不純物濃度を有し、前記そ
の他の部分のチャネルカット拡散層は5×10 19 cm -3
以上の不純物濃度を有することを特徴とする。
本発明の請求項1における発明は、半導体基板の表面に
PN接合による受光領域と、該受光領域の周囲表面を覆
うフィ−ルド反転防止のためのチャネルカット拡散層と
が形成され、前記受光領域の表面がチャネルカット拡散
層による分割線で複数に分割され、この分割された個々
の受光領域から別々に受光出力が取り出されるように構
成された分割光センサ−用アバランシェフォトダイオ−
ドにおいて、前記分割線を構成するチャネルカット拡散
層は、表面固定電荷による導電型反転を防止し、且つ、
リーチスルーが生じない不純物濃度を有し、その他の部
分のチャネルカット拡散層は、表面固定電荷による導電
型反転を防止する不純物濃度を有し、前記分割線を構成
するチャネルカット拡散層がその他の部分のチャネルカ
ット拡散層よりも低い不純物濃度を有することを特徴と
する。また、請求項2に係る発明は,請求項1に記載の
分割光センサー用アバランシェフォトダイオードにおい
て、前記半導体基板は、P型基板と該基板上に配置され
たエピタキシャルによるπ層を有し、前記受光領域は、
P型拡散層の上にN型拡散層を配置して構成され、前記
チャネルカット拡散層は、P型拡散層からなることを特
徴とする。また、請求項3に係る発明は、請求項1また
は請求項2のいずれかに記載の分割光センサー用アバラ
ンシェフォトダイオードにおいて、前記分割線を構成す
るチャネルカット拡散層は、前記π層の表面に配置さ
れ、1〜3×1015cm-3の不純物濃度を有し、前記そ
の他の部分のチャネルカット拡散層は5×10 19 cm -3
以上の不純物濃度を有することを特徴とする。
【0021】
【作用】本発明の分割光センサ−用アバランシェフォト
ダイオ−ドでは、受光領域を複数に分割する分割線部分
のチャネルカット拡散層の不純物濃度を、分割線部分以
外のチャネルカット拡散層の不純物濃度より低くし、言
い換えればチャネルカット拡散層の不純物濃度をそれぞ
れの部分の最適濃度にしたものである。
ダイオ−ドでは、受光領域を複数に分割する分割線部分
のチャネルカット拡散層の不純物濃度を、分割線部分以
外のチャネルカット拡散層の不純物濃度より低くし、言
い換えればチャネルカット拡散層の不純物濃度をそれぞ
れの部分の最適濃度にしたものである。
【0022】すなわち、受光領域を複数に分割する分割
線部分のチャネルカット拡散層の不純物濃度は独立的に
設定してリ−チスル−によるブレ−クダウンを起こさな
い最低限の低濃度とし、これにより、分割線を極めて狭
幅に形成しても高いバイアス電圧下におけるリ−チスル
−を防いで耐圧の低下を起こすことがなく、スポット径
に対して各分割受光領域間を殆ど無視できるほどの微小
間隙寸法に形成することにより、高感度で位置検出精度
の高い分割光センサ−を構成することができるようにし
てある。
線部分のチャネルカット拡散層の不純物濃度は独立的に
設定してリ−チスル−によるブレ−クダウンを起こさな
い最低限の低濃度とし、これにより、分割線を極めて狭
幅に形成しても高いバイアス電圧下におけるリ−チスル
−を防いで耐圧の低下を起こすことがなく、スポット径
に対して各分割受光領域間を殆ど無視できるほどの微小
間隙寸法に形成することにより、高感度で位置検出精度
の高い分割光センサ−を構成することができるようにし
てある。
【0023】一方、分割線部分以外のチャネルカット拡
散層の不純物濃度も分割線部分とは独立に設定して高濃
度とすることにより、その上にMOS構造を形成するよ
うな金属配線を重ねて形成しても、バイアス電圧による
ポテンシャルの変動によってチャネルカット拡散層の導
電型がN型に反転しないようにすることができる。
散層の不純物濃度も分割線部分とは独立に設定して高濃
度とすることにより、その上にMOS構造を形成するよ
うな金属配線を重ねて形成しても、バイアス電圧による
ポテンシャルの変動によってチャネルカット拡散層の導
電型がN型に反転しないようにすることができる。
【0024】これにより暗電流の増加や接合容量の増加
を防ぐことができると共に、受光領域の周囲を覆うチャ
ネルカット拡散層の直下領域が他の導電型に反転するこ
とが効果的に防止され、従ってチャネルカット拡散層を
介した別の領域間の導通を防ぐ事ができる。
を防ぐことができると共に、受光領域の周囲を覆うチャ
ネルカット拡散層の直下領域が他の導電型に反転するこ
とが効果的に防止され、従ってチャネルカット拡散層を
介した別の領域間の導通を防ぐ事ができる。
【0025】このため、各受光部より受光出力を取り出
すための金属配線をチャネルカット拡散層の上にその形
成領域を越えて形成することに何の支障もなくなり、設
計上の自由度が増加する。
すための金属配線をチャネルカット拡散層の上にその形
成領域を越えて形成することに何の支障もなくなり、設
計上の自由度が増加する。
【0026】本発明の分割光センサ−用アバランシェフ
ォトダイオ−ドを製造方法については特に限定されるも
のではなく、一般的には、所望の導電型の半導体基板の
表面上にエピタキシャル成長により空乏層を許容するた
めのπ層を形成する。
ォトダイオ−ドを製造方法については特に限定されるも
のではなく、一般的には、所望の導電型の半導体基板の
表面上にエピタキシャル成長により空乏層を許容するた
めのπ層を形成する。
【0027】次に、この空乏層を許容するためのπ層の
表面上の所定部分に公知のプレ−ナ技術を用いてフィ−
ルド反転防止のためのチャネルカット拡散層を形成する
が、このチャネルカット拡散層を形成する工程は、比較
的不純物濃度の低い分割線領域を形成する工程と、比較
的不純物濃度の高いその他の領域を形成する工程とに分
けることにより、それぞれの部分に最適の不純物濃度の
領域を形成すればよい。
表面上の所定部分に公知のプレ−ナ技術を用いてフィ−
ルド反転防止のためのチャネルカット拡散層を形成する
が、このチャネルカット拡散層を形成する工程は、比較
的不純物濃度の低い分割線領域を形成する工程と、比較
的不純物濃度の高いその他の領域を形成する工程とに分
けることにより、それぞれの部分に最適の不純物濃度の
領域を形成すればよい。
【0028】その後、PN接合からなる各受光部を形成
し、その上にSiO2 反射膜を形成する。更に、各受光
部より受光出力を取り出すためのAl等の金属配線をリ
ソグラフィ−手法により形成する。
し、その上にSiO2 反射膜を形成する。更に、各受光
部より受光出力を取り出すためのAl等の金属配線をリ
ソグラフィ−手法により形成する。
【0029】
【実施例】図1は本発明による分割光センサ−用のSi
−APDの一実施例を示す平面図、図2は図1における
A−A’断面図である。これらの図において図3および
図4と同一符号は同効部分を示している。この実施例で
は、図3および図4の従来例に対応させて、P型Si基
板上に4分割された位置検出用の受光部9、10、1
1、12と2つの独立した信号光検出用の別の受光部1
3、14とが形成されている。
−APDの一実施例を示す平面図、図2は図1における
A−A’断面図である。これらの図において図3および
図4と同一符号は同効部分を示している。この実施例で
は、図3および図4の従来例に対応させて、P型Si基
板上に4分割された位置検出用の受光部9、10、1
1、12と2つの独立した信号光検出用の別の受光部1
3、14とが形成されている。
【0030】チャネルカット拡散層3A、3Bは中央の
4分割の受光部9、10、11、12内の分割線部分1
7とその他の遮光部分18とに分けて別々の不純物濃度
で形成されている。すなわち分割線部分17のチャネル
カット拡散層3Aはその不純物濃度ができるだけ低くお
さえられ、一方、その他の遮光部分18のチャネルカッ
ト拡散層3Bはそれよりも高い不純物濃度で形成されて
いる。
4分割の受光部9、10、11、12内の分割線部分1
7とその他の遮光部分18とに分けて別々の不純物濃度
で形成されている。すなわち分割線部分17のチャネル
カット拡散層3Aはその不純物濃度ができるだけ低くお
さえられ、一方、その他の遮光部分18のチャネルカッ
ト拡散層3Bはそれよりも高い不純物濃度で形成されて
いる。
【0031】分割線部分17において、Si表面を酸化
する事によって発生する固定電荷の数は酸化のプロセス
とSiの結晶方位に依存しており、これを打ち消すため
に必要なチャネルカット拡散層の不純物濃度は一概には
言えないが、およそ1〜3×1015cm-3程度が適当で
ある。
する事によって発生する固定電荷の数は酸化のプロセス
とSiの結晶方位に依存しており、これを打ち消すため
に必要なチャネルカット拡散層の不純物濃度は一概には
言えないが、およそ1〜3×1015cm-3程度が適当で
ある。
【0032】一般的に1〜3×1015cm-3という濃度
はそれほど低濃度ではなく、逆バイアスが加えられた時
の空乏層ののびがそこで止まってしまうのではないかと
思われるかもしれないが、実際には表面近くでは表面固
定電荷によるエネルギ−バンドの歪曲によりかなり低濃
度となり、またそのようになる濃度を選択する。
はそれほど低濃度ではなく、逆バイアスが加えられた時
の空乏層ののびがそこで止まってしまうのではないかと
思われるかもしれないが、実際には表面近くでは表面固
定電荷によるエネルギ−バンドの歪曲によりかなり低濃
度となり、またそのようになる濃度を選択する。
【0033】一方、この分割線部分17以外の他の遮光
部分18のチャネルカット拡散層3Bは、その上にSi
O2 層を介して金属配線16が形成される事を考慮して
不純物濃度は十分高濃度に形成される。例えば配線16
に100V程度のバイアス電圧が加わる事を考慮する
と、配線下の酸化膜厚によりこれも一慨には言えない
が、5×1019cm-3以上の不純物濃度が必要である。
部分18のチャネルカット拡散層3Bは、その上にSi
O2 層を介して金属配線16が形成される事を考慮して
不純物濃度は十分高濃度に形成される。例えば配線16
に100V程度のバイアス電圧が加わる事を考慮する
と、配線下の酸化膜厚によりこれも一慨には言えない
が、5×1019cm-3以上の不純物濃度が必要である。
【0034】このように、チャネルカット拡散層3A、
3Bの不純物濃度を形成部位の目的に応じて各々最適値
に選ぶことにより、分割線部分17におけるチャネルカ
ット拡散層3Aでのリ−チスル−の発生による耐圧の低
下を防ぐことができると同時に、配線16下の他の遮光
部分18におけるチャネルカット拡散層3Bの逆バイア
スによる導電型反転も防ぐことができ、これにより、分
割受光部の間隔Dをおよそ20μm程度にまで接近させ
ることができた。
3Bの不純物濃度を形成部位の目的に応じて各々最適値
に選ぶことにより、分割線部分17におけるチャネルカ
ット拡散層3Aでのリ−チスル−の発生による耐圧の低
下を防ぐことができると同時に、配線16下の他の遮光
部分18におけるチャネルカット拡散層3Bの逆バイア
スによる導電型反転も防ぐことができ、これにより、分
割受光部の間隔Dをおよそ20μm程度にまで接近させ
ることができた。
【0035】尚、分割線部分17とその他の遮光部分1
8のチャネルカット拡散層3A、3Bは公知のプレ−ナ
技術で順次形成する事ができるが、分割線部分17のチ
ャネルカット拡散層3Aの不純物濃度1〜3×1015c
m-3は受光部に高電界領域を形成するために形成される
不純物拡散層4の不純物濃度とほぼ同じであるので、こ
れらを一度に形成する事もできる。
8のチャネルカット拡散層3A、3Bは公知のプレ−ナ
技術で順次形成する事ができるが、分割線部分17のチ
ャネルカット拡散層3Aの不純物濃度1〜3×1015c
m-3は受光部に高電界領域を形成するために形成される
不純物拡散層4の不純物濃度とほぼ同じであるので、こ
れらを一度に形成する事もできる。
【0036】
【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
受光領域を複数に分割するための分割線部分におけるチ
ャネルカット拡散層の不純物濃度を、分割線部分以外の
チャネルカット拡散層の不純物濃度よりも低くし、それ
ぞれの形成部位で不純物濃度を最適化できるようにした
ので、分割線を極めて狭幅に形成してもリ−チスル−に
よる耐圧の低下を起こさず、また金属配線を重ねても暗
電流の増加や接合容量の増加を防ぎ、自由度の高い設計
で高感度の分割光センサ−用アバランシェフォトダイオ
−ドを提供することができるものである。
受光領域を複数に分割するための分割線部分におけるチ
ャネルカット拡散層の不純物濃度を、分割線部分以外の
チャネルカット拡散層の不純物濃度よりも低くし、それ
ぞれの形成部位で不純物濃度を最適化できるようにした
ので、分割線を極めて狭幅に形成してもリ−チスル−に
よる耐圧の低下を起こさず、また金属配線を重ねても暗
電流の増加や接合容量の増加を防ぎ、自由度の高い設計
で高感度の分割光センサ−用アバランシェフォトダイオ
−ドを提供することができるものである。
【図1】本発明による分割光センサ−用Si−APDの
一実施例を示す平面図である。
一実施例を示す平面図である。
【図2】図1におけるA−A’断面図である。
【図3】従来技術による分割光センサ−用Si−APD
の一例を示す平面図である。
の一例を示す平面図である。
【図4】図3におけるB−B’断面図である。
3A・・・チャネルカット拡散層(分割線部分17)
3B・・・チャネルカット拡散層(その他の遮光部分1
8) 9、10、11、12・・・4分割受光部 16・・・金属配線
8) 9、10、11、12・・・4分割受光部 16・・・金属配線
Claims (3)
- 【請求項1】 半導体基板の表面にPN接合による受光
領域と、該受光領域の周囲表面を覆うフィ−ルド反転防
止のためのチャネルカット拡散層とが形成され、前記受
光領域の表面がチャネルカット拡散層による分割線で複
数に分割され、この分割された個々の受光領域から別々
に受光出力が取り出されるように構成された分割光セン
サ−用アバランシェフォトダイオ−ドにおいて、 前記分割線を構成するチャネルカット拡散層は、表面固
定電荷による導電型反転を防止し、且つ、リーチスルー
が生じない不純物濃度を有し、 その他の部分のチャネルカット拡散層は、表面固定電荷
による導電型反転を防止する不純物濃度を有し、 前記分割線を構成するチャネルカット拡散層がその他の
部分のチャネルカット拡散層よりも低い不純物濃度を有
することを特徴とする分割光センサ−用アバランシェフ
ォトダイオ−ド。 - 【請求項2】 前記半導体基板は、P型基板と該基板上
に配置されたエピタキシャルによるπ層を有し、 前記受光領域は、P型拡散層の上にN型拡散層を配置し
て構成され、 前記チャネルカット拡散層は、P型拡散層からなること
を特徴とする請求項1に記載の分割光センサー用アバラ
ンシェフォトダイオード。 - 【請求項3】 前記分割線を構成するチャネルカット拡
散層は、前記π層の表面に配置され、1〜3×1015c
m-3の不純物濃度を有し、 前記その他の部分のチャネルカット拡散層は5×10 19
cm -3 以上の不純物濃度を有することを特徴とする請求
項1または2のいずれかに記載の分割光センサー用アバ
ランシェフォトダイオード。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16730493A JP3364989B2 (ja) | 1993-06-15 | 1993-06-15 | 分割光センサ−用アバランシェフォトダイオ−ド |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16730493A JP3364989B2 (ja) | 1993-06-15 | 1993-06-15 | 分割光センサ−用アバランシェフォトダイオ−ド |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0774390A JPH0774390A (ja) | 1995-03-17 |
JP3364989B2 true JP3364989B2 (ja) | 2003-01-08 |
Family
ID=15847274
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP16730493A Expired - Fee Related JP3364989B2 (ja) | 1993-06-15 | 1993-06-15 | 分割光センサ−用アバランシェフォトダイオ−ド |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3364989B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
IT1317199B1 (it) | 2000-04-10 | 2003-05-27 | Milano Politecnico | Dispositivo fotorivelatore ultrasensibile con diaframma micrometricointegrato per microscopi confocali |
-
1993
- 1993-06-15 JP JP16730493A patent/JP3364989B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0774390A (ja) | 1995-03-17 |
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Date | Code | Title | Description |
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LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |