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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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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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |