JP6986857B2 - 光電センサ - Google Patents
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Description
実施の形態1.
まず、この発明の実施の形態1に係る光電センサが有する受光回路の全体構成について説明する。この受光回路は、等価回路としては図2に示す受光回路と同じであるため、図2を用いて説明を行う。
受光回路は、例えば図2に示すように、フォトダイオードPD、OPアンプU1、電源V1、抵抗R1、容量C1、ダイオードD1、容量C2、抵抗R2及び定電圧源Vccを備えている。なお、OPアンプU1、電源V1、抵抗R1、容量C1及びダイオードD1は、IV回路を構成する。
この受光回路では、図3に示すように、P型基板(P−SUB)101上に、拡散層であるNウェル(N−WELL)102−1が形成されている。このP型基板101とNウェル102−1との間のpn接合によりフォトダイオードPDが構成される。
また、P型基板101上のNウェル102−1の周辺には、Nウェル102−2が形成されている。
また、Nウェル102−2上には、絶縁層を介して、遮光メタル層M1−2が形成されている。
また、P型基板101上のNウェル102−1とNウェル102−2との間の領域には、絶縁層を介して、遮光メタル層M1−3が形成されている。
また、Nウェル102−2と遮光メタル層M1−2は、コンタクト103−2により接続されている。
また、P型基板101上のNウェル102−1とNウェル102−2との間の領域と遮光メタル層M1−3は、コンタクト103−3により接続されている。
また、遮光メタル層M1−2上には、絶縁層を介して、遮光メタル層M2−2が形成されている。
また、遮光メタル層M1−3と遮光メタル層M2−1との間には、ビア104−1が接続されている。
また、遮光メタル層M1−2には、電源ライン105−2が接続されている。この電源ライン105−2は、フォトダイオードPDの周辺に存在する電源が接続される。
また、遮光メタル層M2−2には、GNDライン105−4が接続されている。GNDライン105−4は、フォトダイオードPDの周辺の遮光メタル層M2−2を安定した電圧(GND)に落とすためのラインである。
このシールドライン105−3及びGNDライン105−4により、外部からフォトダイオードPDへのノイズを除去する。
そこで、実施の形態1に係る受光回路では、図4に示すように、遮光領域に2層のポリシリコン層106,107を用いて図2に示す容量結合用の容量C2を形成する。
なお、近年の半導体プロセスでは、2層のポリシリコン層を利用できる場合が多く、図4に示す構成を実現可能である。また、2層のポリシリコン層106,107を用いることで、精度のよい容量C2を作製できる。
実施の形態1では、容量C2が2層のポリシリコン層106,107から構成される場合を示した。それに対し、実施の形態2では、容量C2がMIM(メタルインシュレータメタル)108で構成される場合を示す。
図6はこの発明の実施の形態2に係る受光回路のフォトダイオード周辺の断面構造例を示す図である。この図6に示す実施の形態2に係る断面構造例では、図4に示す断面構造例に対し、ポリシリコン層106,107、遮光メタル層M1−4及びコンタクト103−4,103−5を取除き、MIM108、遮光メタル層M3−1,M3−2,M4−1、ビア104−2,109−1,109−2,110−1を追加している。その他の構成は同様であり、同一の符号を付してその説明を省略する。
遮光メタル層M3−1は、MIM108上の一部に絶縁層を介して形成されている。
遮光メタル層M3−2は、遮光メタル層M2−1,M2−2、及びMIM108上の一部に絶縁層を介して形成されている。
遮光メタル層M4−1は、遮光メタル層M3−1,3−2上に絶縁層を介して形成されている。
ビア109−1は、MIM108と遮光メタル層M3−1とを接続する。
ビア109−2は、遮光メタル層M2−1と遮光メタル層M3−2とを接続する。
ビア110−1は、遮光メタル層M3−2と遮光メタル層M4−1とを接続する。
また、シールドライン105−3は、遮光メタル層M4−1に接続されている。
102−1,102−2 Nウェル
103−1〜103−5 コンタクト
104−1,104−2 ビア
105−1 信号ライン
105−2 電源ライン
105−3 シールドライン
105−4 GNDライン
106,107 ポリシリコン層
108 MIM
109−1,109−2 ビア
110−1 ビア
111 N型基板
112−1,112−2 Pウェル
Claims (3)
- フォトダイオードと電流電圧変換回路の信号入力端子とが容量により容量結合され、集積回路に搭載された受光回路を備え、
前記フォトダイオードは、光を受光する受光部、及び当該受光部の周囲に設けられ、遮光メタル層で遮光された遮光領域を有し、
前記容量は、前記遮光メタル層とは別の層であり且つ当該遮光メタル層に対して下層に形成された
ことを特徴とする光電センサ。 - 前記容量は、2層のポリシリコン層から成る
ことを特徴とする請求項1記載の光電センサ。 - 前記容量は、メタルインシュレータメタルから成る
ことを特徴とする請求項1記載の光電センサ。
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