JP3939430B2

JP3939430B2 - 光検出素子

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Publication number: JP3939430B2
Application number: JP09151698A
Authority: JP
Inventors: 昌弘田中
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1998-04-03
Filing date: 1998-04-03
Publication date: 2007-07-04
Anticipated expiration: 2018-04-03
Also published as: JPH11289100A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ｐｎ接合により光を検出する光検出素子に関し、特に赤外線を検出する赤外線検出素子に好適な構造の光検出素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図９は赤外線検出装置を示す模式図、図１０は赤外線検出素子５３の構成を示す断面図、図１１は赤外線検出素子５３のｎ⁺型不純物領域６２の配列状態を示す上面図である。
赤外線を透過する窓５２を備えた真空容器５１の内側には、赤外線を検出して電気信号を発生する赤外線検出素子５３と、赤外線検出素子５３から出力される信号を処理する電子回路が形成された電子回路装置５４と、余分な背景光を除去する絞りとしての機能を有するコールドシールド５５が配置されている。赤外線検出素子５３はバンプ５８を介して電子回路装置５４に接続されている。また、電子回路装置５４はクーラーヘッド５７の上に搭載されている。更に、真空容器５１の窓５２の外側には、赤外線を集光して赤外線検出素子５３の表面に結像させるためのレンズ５６が配置されている。なお、コールドシールド５５は、それ自体から赤外線を放出することを防止するために低温に冷却されるようになっている。
【０００３】
赤外線検出素子５３は、図１０に示すように構成されている。すなわち、ＣｄＺｎＴｅ基板６０は赤外線透過性を有しており、このＣｄＺｎＴｅ基板６０の上にはｐ型ＨｇＣｄＴｅ層６１が形成されている。ｐ型ＨｇＣｄＴｅ層６１の表層には複数のｎ⁺型不純物領域６２が形成されている。これらのｎ⁺型不純物領域６２は、例えば図１１に示すように相互に直交する２方向に沿って配列されている。そして、各ｎ⁺型不純物領域６２はｐ型ＨｇＣｄＴｅ層６１とｐｎ接合し、フォトダイオードを構成している。一つのフォトダイオードは一つの画素に対応している。
【０００４】
ＨｇＣｄＴｅ層６１の上にはＺｎＳ等からなる保護絶縁層６６が形成されている。この保護絶縁層６６には各ｎ⁺型不純物領域６２に整合する位置にコンタクトホール６６ａが開孔されており、ｎ⁺型不純物領域６２の上にはコンタクトホール６６ａを介して各ｎ⁺型不純物領域６２に接続されたバンプ６８が形成されている。赤外線検出素子は、これらのバンプ６８を介して電子回路装置５４に接続される。なお、ｐ型ＨｇＣｄＴｅ層６１もバンプ６８を介して電子回路装置５４に電気的に接続されるようになっている。
【０００５】
このように構成された赤外線検出素子において、ＣｄＺｎＴｅ基板６０を通過した赤外線が画素内のｐ型ＨｇＣｄＴｅ層６１内で吸収されると一対のキャリア（電子及び正孔）が発生し、当該画素のバンプ６８を介して電子回路装置５４に信号が出力される。電子回路装置にはＣＣＤ（Charge Coupled Device ）等の電子回路が形成されており、赤外線検出素子から出力された信号を基に画像信号が生成される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年、映像装置の高画質化が要望されており、赤外線検出素子にも画素数の増加が要求されている。これに伴って、赤外線検出素子が大型化される傾向がある。しかしながら、赤外線検出素子が大型化されると、画素領域の中央部に配置された画素に到達する光量と端部に配置された画素に到達する光量とが異なるシェーディングといわれる現象が問題になる。
【０００７】
図１２は、横軸に画素領域の中心からの距離をとり、縦軸に入射光量をとって両者の関係を示す図である。例えば、１個の画素の感光面積（有効面積）が３０μｍ×３０μｍであり、画素が５０μｍのピッチで一方向に２４０個並んだ画素領域のサイズが１２ｍｍの赤外線検出素子を使用し、コールドシールドの高さが２０ｍｍ、開口直径が１０ｍｍ（Ｆ／２．０）の場合、図１１に示すように、赤外線検出素子の画素領域の中心に配置された画素に入射する光量を１００とすると、中心から４ｍｍ離れた位置に配置された画素に入射する光量は９２、中心から６ｍｍ離れた位置に配置された画素に入射する光量は８２と約２割近く減少する。
【０００８】
赤外線画像では、取り扱う信号電荷量が可視光画像と比べて桁違いに多く、背景光の割合が信号光よりも多いので、約２割の光量の違いは、信号処理回路のダイナミックレンジを減少させる。特に、ハイビジョン等の高画質が要求される用途に使用される赤外線検出素子は画素数が多く素子のサイズが大型化するので、シェーディングの影響は顕著になる。
【０００９】
本発明は、画素の位置による入射光量の差、すなわちシェーディングを補正し、ダイナミックレンジの低下を回避できる光検出素子を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記した課題は、光透過性の基板と、前記基板上に形成された第１導電型半導体層と、前記半導体層の表層に選択的に形成された複数の第２導電型不純物領域と、上から見たときに各第２導電型不純物領域を囲むように形成された導電体からなる複数の電子排出部と、前記電子排出部に接続された電極部とを有し、中央部に配置された前記電子排出部には、端部に配置された前記電子排出部よりも高い電圧が印加されることを特徴とする光検出素子により解決する。
【００１１】
上述した課題は、光透過性の基板と、前記基板上に形成された第１導電型半導体層と、前記半導体層の表層に一方向に配列して形成された複数の第２導電型不純物領域と、上から見たときに各第２導電型不純物領域をそれぞれ囲むように形成された導電体からなる複数の電子排出部と、各電子排出部間を接続する抵抗体と、前記複数の電子排出部の両端の電子排出部にそれぞれ接続されて同一の電圧が印加される電極部とを有することを特徴とする光検出素子により解決する。
【００１２】
上記した課題は、光透過性の基板と、前記基板上に形成された第１導電型半導体層と、前記半導体層の表層に相互に直交する二方向に配列して形成された複数の第２導電型不純物領域と、上から見たときに各第２導電型不純物領域をそれぞれ囲むように形成された導電体からなる複数の電子排出部と、各電子排出部間を接続する抵抗体と、前記複数の電子排出部のうち端部に配置された電子排出部にそれぞれ接続されて同一の電圧が印加される電極部とを有することを特徴とする光検出素子により解決する。
【００１３】
以下、作用について説明する。
本発明においては、第１導電型半導体層の表層に第２導電型不純物領域が選択的に形成されており、これらの半導体層と不純物領域とのｐｎ接合によりフォトダイオードが構成される。光が半導体層で吸収されるとキャリアが発生し、該キャリアが不純物領域に到達すると外部に信号として出力される。
【００１４】
また、本発明においては、前記第１導電型半導体層の表層又は前記第１導電型半導体層の上に導電体からなる電子排出部が設けられている。例えば、電子排出部に電極部を介して正の電圧を印加したとする。この場合、前記不純物領域の近傍で発生した負のキャリアは不純物領域に到達して、信号として出力される。しかし、電子排出部の近傍で発生した負のキャリアは電子排出部に捕捉され、外部には信号が出力されない。このように、電子排出部に正の電圧を印加した場合は、電子排出部の近傍でキャリアが発生しても信号として出力されることはないので、電子排出部への電圧の印加によりフォトダイオードの感光面積が減少したということができる。電子排出部でキャリアを捕捉する範囲は電子排出部に印加する電圧の大きさに関係する。従って、電子排出部に印加する電圧を変えることにより、電子排出部でキャリアを捕捉する範囲を変えることができ、フォトダイオードの感光面積も変化する。
【００１５】
このように、本発明においては、不純物領域の周囲を囲むように電子排出部が形成されているので、例えば画素領域の中心部の画素の感光面積が小さく、端部側の画素の感光面積が大きくなるように各電子排出部に印加する電圧を調整することにより、シェーディングによる光量の差を補正することができる。これにより、ダイナミックレンジの低下が回避される。
【００１６】
半導体層の表面に一方向又は相互に直交する二方向に沿って複数の不純物領域を配置した光検出素子の場合、各不純物領域を囲むようにそれぞれ電子排出部を配置し、各電子排出部の間を抵抗体で接続することが好ましい。これらの抵抗体に電流が流れると電圧降下が発生し、隣り合う電子排出部に電圧の差が発生する。例えば、一方向に沿って複数の不純物が配置されている場合、中央部に配置された電子排出部に正の電圧を印加し、両端に配置された電子排出部を接地電位とすると、端部に近い電子排出部ほど電圧が低くなり、感光面積が大きくなる。このように、各電子排出部の間を抵抗体により接続することにより、各電子排出部に印加する電圧を個別的に調整する必要がなく、特別な回路を必要としない。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、添付の図面を参照して説明する。
（第１の実施の形態）
図１は本発明の第１実施の形態の赤外線検出素子を示す上面図、図２は図１のＡ−Ａ線における断面図である。但し、図１には保護絶縁層１６及びバンプ１８の図示を省略している。
【００１８】
ＣｄＺｎＴｅ基板１０は赤外線を透過する性質を有している。このＣｄＺｎＴｅ基板１０上にはｐ型ＨｇＣｄＴｅ層１１が約１７μｍの厚さに形成されている。このｐ型ＨｇＣｄＴｅ層１１の表層には、上から見たときに正方形（例えば、３０μｍ×３０μｍ）の複数のｎ⁺型不純物領域１２が一方向に一定のピッチ（例えば、５０μｍ）で配列されている。これらのｎ⁺型不純物領域１２はｐ型ＨｇＣｄＴｅ層１１とｐｎ接合し、それぞれフォトダイオードを構成している。一つのフォトダイオードが一つの画素に対応する。
【００１９】
また、ＨｇＣｄＴｅ層１１の表層には、複数のｎ⁺型電子排出部１３と、各電子排出部１３間を接続するｎ⁺型抵抗部１４と、ｎ⁺型電極部１５とが形成されている。電子排出部１３は、上から見たときにｎ⁺型不純物領域１２を囲むように四角形の枠状に形成されている。また、電極部１５は、電子排出部１３のうち両端に配置された電子排出部１３と中央に配置された電子排出部１３とに接続されている。
【００２０】
ＨｇＣｄＴｅ層１１の上にはＺｎＳからなる保護絶縁層１６が形成されている。この保護絶縁層１６には、ｎ⁺型不純物領域１２及び電極部１５に整合する位置に、コンタクトホール１６ａが開孔されている。そして、保護絶縁層１６上には、コンタクトホール１６ａを介してｎ⁺型不純物領域１２及び電極部１５に接続したバンプ１８が形成されている。このバンプ１８はインジウム（Ｉｎ）からなる。赤外線検出素子は、これらのバンプ１８を介してＣＣＤ等の回路が形成された電子回路装置（図示せず）に接続される。なお、ｐ型ＨｇＣｄＴｅ層１１も図示しないバンプを介して信号処理回路に電気的に接続される。
【００２１】
以下、上述のように構成された本実施の形態の赤外線検出素子の動作について説明する。
まず、電子排出部１３に電圧が印加されていない場合について説明する。
ＣｄＺｎＴｅ基板１０を透過した赤外線がｐ型ＨｇＣｄＴｅ層１１に吸収されると、正負一対のキャリア（電子及び正孔）が発生する。このうち、負のキャリアがｎ⁺型不純物領域１２に到達すると、ｎ⁺型不純物領域１２からバンプ１８を介して電子回路装置に電流（信号）が流れる。
【００２２】
次に、電子排出部１３に正の電圧を印加したとする。この場合、ｎ⁺型不純物領域１２の近傍で発生した負のキャリアはｎ⁺型不純物領域１２に到達し、バンプ１８を介して電子回路装置に信号が出力される。しかし、電子排出部１３の近傍で発生した負のキャリアは電気的な引力により電子排出部１３に向かって移動し、電子排出部１３に捕捉されてしまう。この場合は、電子回路装置に信号が出力されない。従って、電子排出部１３に正の電圧を印加すると、画素の感光面積が縮小するということができる。電子排出部１３に印加する電圧を変化すると、、画素の感光面積も変化する。
【００２３】
図３は横軸にバイアス電圧をとり、縦軸に光電流をとって、電子排出部１３に印加する電圧を−１０ｍＶ、０ｍＶ、１０ｍＶ及び２０ｍＶとしたときのフォトダイオードの電圧−電流特性を示す図である。この図３に示すように、電子排出部１３に印加する電圧を変化させることにより、フォトダイオードの電圧−電流特性が変化する。電子排出部１３に印加する電圧が０のときの画素の感光面積を１００とし、光電流の比から各電圧（電子排出部１３に印加する電圧）における画素の感光面積を計算した。その結果を下記表１に示す。但し、バイアス電圧はいずれも０ｍＶである。
【００２４】
【表１】

【００２５】
この表１に示すように、電子排出部１３に印加する電圧を変えることにより、画素の感光面積を変化させることができる。
本実施の形態においては、図４に示すように、一方向に並んだ複数の電子排出部１３のうち、中央の電子排出部１３に正の電圧を印加し、両端部の電子排出部１３を接地電位（０Ｖ）とする。各電子排出部１３の間を接続する各抵抗部１４で電圧降下が発生するので、中央部に配置された電子排出部１３に印加される電圧が最も高く、端部に近い電子排出部１３ほど印加電圧は低くなる。すなわち、画素の感光面積は中央部に配置された画素が最も小さく、端部側に配置された画素ほど大きくなる。
【００２６】
図５は、横軸は画素領域の中心からの距離をとり、縦軸に画素の感光面積をとって、両者の関係を示す図である。この図５に示すように、本実施の形態の赤外線検出素子は、端部に近い画素ほど感光面積が大きい。一方、画素に入射する光量は、図１２に示すように、中央部の画素が最も多く、端部に近い画素ほど光量は少なくなる。従って、本実施の形態の赤外線検出素子では、シェーディングによる光量の減少が補正され、見かけ上の感度特性が均一になる。これにより、ダイナミックレンジの低下が回避されるという効果が得られる。
【００２７】
以下、本実施の形態の赤外線検出素子の製造方法を、図１，図２を参照して説明する。
まず、ＣｄＺｎＴｅ基板１０上にｐ型ＨｇＣｄＴｅ混晶を液相エピタキシャル成長させて、ｐ型ＨｇＣｄＴｅ層１１を形成する。このとき、ＨｇとＣｄとの組成比によりバンドギャップが決まる。
【００２８】
次に、ｐ型ＨｇＣｄＴｅ層１１の表層にボロン（Ｂ）を選択的にイオン注入し、ｎ⁺型不純物領域１２、ｎ⁺型電子排出部１３、ｎ⁺型抵抗部１４及びｎ⁺型電極部１５を形成する。その後、ｐ型ＨｇＣｄＴｅ層１１の上にＺｎＳを蒸着して、保護絶縁層１６を形成する。
次に、保護絶縁層１６を塩酸で選択的にエッチングし、ｎ⁺型不純物領域１２の上及び電極部１５の上を開孔してコンタクトホール１６ａを形成する。そして、リフトオフ法によりｎ⁺型不純物領域１２及び電極部１５に接続するバンプ１８を形成する。すなわち、ｐ型ＨｇＣｄＴｅ層１１上の全面にレジスト膜を形成し、このレジスト膜のコンタクトホール１６ａに整合する位置を開口する。その後、上側全面にインジウムを蒸着した後、レジスト膜を除去する。このとき、レジスト膜上に被着したインジウムがレジスト膜とともに除去され、コンタクトホール１６ａの内側及び近傍にインジウムの層が残り、バンプ１８が形成される。これにより、本実施の形態の赤外線検出素子が完成する。
【００２９】
なお、上述の実施の形態においてはＨｇＣｄＴｅ層１１がｐ型の場合について説明したが、ＨｇＣｄＴｅ層１１をｎ型とし、不純物領域１２、抵抗部１４及び電極部１５をｐ型としてもよい。ｐ型ＨｇＣｄＴｅの場合はコンタクト金属としてＡｕ（金）を使用し、ｎ型ＨｇＣｄＴｅの場合はコンタクト金属としてＩｎ（インジウム）を使用することが好ましい。
【００３０】
（第２の実施の形態）
図６は本発明の第２の実施の形態の赤外線検出素子を示す上面図、図７は図６のＢ−Ｂ線における断面図である。なお、図６，図７において、図１，図２と同一物には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。また、図７にはバンプ１８の図示を省略している。
【００３１】
本実施の形態においては、ｐ型ＨｇＣｄＴｅ層１１の表層に複数のｎ⁺型不純物領域１２が一方向に並んで形成されている。そして、ＨｇＣｄＴｅ層１１の上にはＺｎＳからなる保護絶縁層１６と、Ａｕからなる電子排出部２３、抵抗部２４及び電極部２５とが形成されている。電子排出部２３は、第１の実施の形態と同様に、上から見たときにｎ⁺型不純物領域１２を囲むように四角形の枠状に形成されている。また、抵抗部２４は、各電子排出部２３間を接続するように形成されている。
【００３２】
これらの電子排出部２３及び抵抗部２４は、以下のようにリフトオフ法により形成する。すなわち、ｐ型ＨｇＣｄＴｅ層１１上にＺｎＳにより保護絶縁層１６を形成した後、保護絶縁層１６を塩酸で選択的にエッチングする。その後、レジスト膜を被着し、このレジスト膜の所定の領域、すなわち電子排出部２３、抵抗部２４及び電極部２５を形成すべき領域を開口する。その後、全面にＡｕを蒸着し、レジスト膜をその上に被着したＡｕとともに除去して、レジスト膜の開口部にのみＡｕを残す。これにより、Ａｕからなる電子排出部２３、抵抗部２４及び電極部２５を形成することができる。
【００３３】
このように構成された本実施の形態の赤外線検出素子においても、第１の実施の形態と同様に、画素領域の中央部に配置された電子排出部２３に正の電圧を印加し、両端部の電子排出部２３を接地電位に保持する。これにより、第１の実施の形態と同様に、シェーディングによる光量の差が補正され、各画素の見かけ上の感度特性が均一になり、ダイナミックレンジの低下が回避される。
【００３４】
（第３の実施の形態）
図８は本発明の第３の実施の形態の赤外線検出素子の上面図である。なお、本実施の形態においては、ｎ⁺型不純物領域１２が２次元方向（相互に直交する２つの方向）に配列されていること以外は基本的に第１の実施の形態と同様であるので、同一物には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。
【００３５】
本実施の形態においては、ｐ型ＨｇＣｄＴｅ層１１の表層に、複数のｎ⁺型不純物領域１２が相互に直交する２つの方向に沿って配列されている。
また、ＨｇＣｄＴｅ層１１の表層には、各ｎ⁺型不純物領域１２を囲むようにして複数のｎ⁺電型子排出部３３が形成されている。これらの電子排出部３３は、いずれも上から見たときに四角形の枠状に形成されている。更に、ＨｇＣｄＴｅ層１１の表層には、各電子排出部３３間を接続するｎ⁺型抵抗部３４が形成されている。これらの電子排出部３３及び抵抗部３４も、ＨｇＣｄＴｅ層１１の表層にボロン等のｎ型不純物をイオン注入することにより形成されている。そして、２次元配列された複数のｎ⁺型不純物領域１２のうち、最外側に配置された各ｎ⁺型不純物領域１２は、ｎ⁺型端子部３５に電気的に接続されている。
【００３６】
本実施の形態の赤外線検出素子においては、各端子部３５に負の電圧を印加する。電子排出部３３に補足されたキャリア（正孔）により抵抗部３４に電流が流れ、各抵抗部３３で電圧降下が発生する。従って、画素領域の中央部に配置された電子排出部３３の電位は、端部に配置された電子排出部３３の電位よりも高くなる。これにより、中央部の画素の感光面積が端部側に配置された画素の感光面積よりも小さくなる。従って、シェーディングによる中央部と端部との光量の差が補正され、ダイナミックレンジの広い高性能の赤外線検出素子が得られる。
【００３７】
なお、第３の実施の形態においては電子排出部３３がＨｇＣｄＴｅ層１１の表層に形成されている場合について説明したが、第２の実施の形態と同様に、電子排出部を金属により形成し、ＨｇＣｄＴｅ層１１の上に配置してもよい。
また、上記第１〜第３の実施の形態においてはいずれも赤外線検出素子の場合について説明したが、これにより本発明が赤外線検出素子に限定されるものではなく、光により半導体層内にキャリアが発生する構造であれば赤外線以外の光の検出素子に本発明を適用することも可能である。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、第１導電型半導体層の表層に形成された第２導電型不純物領域を囲むように形成された導電体からなる電子排出部と、該電子排出部に接続された電極部とを有しているので、電子排出部に印加する電圧を変化させると、画素の感光面積が変化する。例えば、第１導電型半導体層の表層に複数の第２導電型不純物領域と各第２導電型不純物領域を囲むように形成された複数の電子排出部とを有する光検出素子において、各電子排出部に印加する電圧を調整することにより、各画素の感光面積を調整し、シェーディングによる光量の差を補正することができる。これにより、ダイナミックレンジの低下が回避される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の赤外線検出素子を示す上面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線における断面図である。
【図３】電子排出部に印加する電圧を変化させたときのフォトダイオードの電圧−電流特性を示す図である。
【図４】第１の実施の形態における電圧の印加方法を示す模式図である。
【図５】画素領域の中心からの距離と感光面積との関係を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態の赤外線検出素子を示す上面図である。
【図７】図６のＢ−Ｂ線における断面図である。
【図８】本発明の第３の実施の形態の赤外線検出素子の上面図である。
【図９】赤外線検出装置を示す模式図である。
【図１０】同じくその赤外線装置の赤外線検出素子の構成を示す断面図である。
【図１１】同じくその赤外線検出素子のｎ⁺型不純物領域の配列状態を示す上面図である。
【図１２】画素領域の中心からの距離と入射光量との関係を示す図である。
【符号の説明】
１０，６０ＣｄＺｎＴｅ基板、
１１，６１ｐ型ＨｇＣｄＴｅ層、
１２，６２ｎ⁺型不純物領域、
１３，２３，３３電子排出部、
１４，２４，３４抵抗部、
１５，２５，３５端子部、
１６，６６保護絶縁層、
１８，５８，６８バンプ、
５１真空容器、
５２窓、
５３赤外線検出素子、
５４電子回路装置、
５５コールドシールド
５７クーラーヘッド。

Claims

光透過性の基板と、
前記基板上に形成された第１導電型半導体層と、
前記半導体層の表層に選択的に形成された複数の第２導電型不純物領域と、
上から見たときに各第２導電型不純物領域を囲むように形成された導電体からなる複数の電子排出部と、
前記電子排出部に接続された電極部とを有し、
中央部に配置された前記電子排出部には、端部に配置された前記電子排出部よりも高い電圧が印加されることを特徴とする光検出素子。
前記第１導電型半導体層がＨｇＣｄＴｅからなることを特徴とする請求項１に記載の光検出素子。
前記電子排出部は、前記半導体層の表層に不純物を導入して形成されたものであることを特徴とする請求項１に記載の光検出素子。
前記電子排出部は金属からなり、前記半導体層の上に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光検出素子。
光透過性の基板と、
前記基板上に形成された第１導電型半導体層と、
前記半導体層の表層に一方向に配列して形成された複数の第２導電型不純物領域と、
上から見たときに各第２導電型不純物領域をそれぞれ囲むように形成された導電体からなる複数の電子排出部と、
各電子排出部間を接続する抵抗体と、
前記複数の電子排出部の両端の電子排出部にそれぞれ接続されて同一の電圧が印加される電極部と
を有することを特徴とする光検出素子。
光透過性の基板と、
前記基板上に形成された第１導電型半導体層と、
前記半導体層の表層に相互に直交する二方向に配列して形成された複数の第２導電型不純物領域と、
上から見たときに各第２導電型不純物領域をそれぞれ囲むように形成された導電体からなる複数の電子排出部と、
各電子排出部間を接続する抵抗体と、
前記複数の電子排出部のうち端部に配置された電子排出部にそれぞれ接続されて同一の電圧が印加される電極部と
を有することを特徴とする光検出素子。
前記抵抗体は前記半導体層の表層に不純物を導入して形成されたものであることを特徴とする請求項５又は６に記載の光検出素子。