JPH02246168A - 光半導体装置 - Google Patents
光半導体装置Info
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- JPH02246168A JPH02246168A JP1065949A JP6594989A JPH02246168A JP H02246168 A JPH02246168 A JP H02246168A JP 1065949 A JP1065949 A JP 1065949A JP 6594989 A JP6594989 A JP 6594989A JP H02246168 A JPH02246168 A JP H02246168A
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- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 39
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 22
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 23
- 239000000758 substrate Substances 0.000 abstract description 7
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- -1 boron ions Chemical class 0.000 abstract description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 abstract description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
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- Photo Coupler, Interrupter, Optical-To-Optical Conversion Devices (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、測距装置に使用する光点位置検出機能を有す
る光半導体装置に関するものである。
る光半導体装置に関するものである。
（従来の技術）
まず、三角測量法による測距原理について、第５図によ
り説明する。同図は測距装置の構成図で。
り説明する。同図は測距装置の構成図で。
光源となるＬＥＤＩの放射光をレンズ２で集束して、被
写体３または４の上に微小スポットとして照射する。被
写体３または４上の微小スポットの反射光をレンズ５で
集束して、光半導体装置６の表面にやはり微小な光点と
して結像する。近い被写体３から遠い被写体４に移動す
ると、光点は矢印Ａの方向に移動する。
写体３または４の上に微小スポットとして照射する。被
写体３または４上の微小スポットの反射光をレンズ５で
集束して、光半導体装置６の表面にやはり微小な光点と
して結像する。近い被写体３から遠い被写体４に移動す
ると、光点は矢印Ａの方向に移動する。
次に、従来の光半導体装置について、第２図ないし第４
図により説明する。
図により説明する。
第２図（ａ）および（ｂ）は、光半導体装置として用い
られる多分割ホトダイオードの平面図および側面断面図
で、説明を簡単にするため２分割した場合を示したもの
である。第２図（ｂ）において、２分割ホトダイオード
は、裏面にｎ０領域７を形成したｎ最高抵抗領域８から
なる半導体基板の表面に、２箇所のｐ最高抵抗領域を形
成した２個のｐｎ結合ホトダイオード９および１０で構
成されている。なお、裏面に陰極電極１１が、また、上
記のホトダイオード９および１０を絶縁膜１２で覆った
上に、それぞれの陽極電極１３および１４が形成されて
いる。
られる多分割ホトダイオードの平面図および側面断面図
で、説明を簡単にするため２分割した場合を示したもの
である。第２図（ｂ）において、２分割ホトダイオード
は、裏面にｎ０領域７を形成したｎ最高抵抗領域８から
なる半導体基板の表面に、２箇所のｐ最高抵抗領域を形
成した２個のｐｎ結合ホトダイオード９および１０で構
成されている。なお、裏面に陰極電極１１が、また、上
記のホトダイオード９および１０を絶縁膜１２で覆った
上に、それぞれの陽極電極１３および１４が形成されて
いる。
このように構成された２分割ホトダイオードを第５図に
示した光半導体装置６として使用した時の電流出力を第
４図（ａ）に示す、第４図（ａ）では、被写体が無限遠
から近寄る時の光点の移動方向をＸ方向として横軸にと
り、各ホトダイオード９および１０の出力を縦軸にとっ
て示した。即ち、出力するホトダイオード９または１０
によって、被写体３および４までの距離を範囲として検
出する。
示した光半導体装置６として使用した時の電流出力を第
４図（ａ）に示す、第４図（ａ）では、被写体が無限遠
から近寄る時の光点の移動方向をＸ方向として横軸にと
り、各ホトダイオード９および１０の出力を縦軸にとっ
て示した。即ち、出力するホトダイオード９または１０
によって、被写体３および４までの距離を範囲として検
出する。
第３図（ａ）および（ｂ）は、光半導体装置として用い
られる一次元光点位置検出素子の平面図および側面断面
図である。第３図（ｂ）において、−次元光点位置検出
素子は、裏面にｎ９領域１５を形成したｎ最高抵抗領域
１６からなる半導体基板の表面に、短冊状のｐ最高抵抗
領域１７およびその両端のｐ６領域１８および１９を形
成し、さらに、表面に陰極電極２０が１表面を絶縁膜２
１で覆った上にｐ′″領域１８および１９に接続された
陽極電極２２および２３がそれぞれ形成されている。
られる一次元光点位置検出素子の平面図および側面断面
図である。第３図（ｂ）において、−次元光点位置検出
素子は、裏面にｎ９領域１５を形成したｎ最高抵抗領域
１６からなる半導体基板の表面に、短冊状のｐ最高抵抗
領域１７およびその両端のｐ６領域１８および１９を形
成し、さらに、表面に陰極電極２０が１表面を絶縁膜２
１で覆った上にｐ′″領域１８および１９に接続された
陽極電極２２および２３がそれぞれ形成されている。
このように構成された一次元光点位置検出素子を第５図
に示した光半導体装置６として使用する時、陽極電極２
２および２３からの光電流をそれぞれ工□およびＩ２と
して、第４図（ａ）と同様に、光点図（ｂ）に示す、電
流出力エビ」ユは、被写体が遠Ｉ、＋ Ｉ。
に示した光半導体装置６として使用する時、陽極電極２
２および２３からの光電流をそれぞれ工□およびＩ２と
して、第４図（ａ）と同様に、光点図（ｂ）に示す、電
流出力エビ」ユは、被写体が遠Ｉ、＋ Ｉ。
方から近付く光点の移動に対して直線増加する。
従って、被写体３および４までの距離の変化を連続的に
検出することができる。
検出することができる。
（発明が解決しようとする課題）
しかしながら、多分割ホトダイオードの場合、Ｓ／Ｎは
よいが距離の検出は段階的となり、逆に、−次元光点位
置検出素子は連続的に検出できるが・Ｓ／Ｎが悪いとい
う問題があった。このため、測距システムの光学系のマ
ツチングにより、光学設計上規制を受けざるを得ない。
よいが距離の検出は段階的となり、逆に、−次元光点位
置検出素子は連続的に検出できるが・Ｓ／Ｎが悪いとい
う問題があった。このため、測距システムの光学系のマ
ツチングにより、光学設計上規制を受けざるを得ない。
本発明は上記の問題を解決するもので、多分割ホトダイ
オードと一次元光点位置検出素子の二つの機能を共に有
し、光学系選択の自由度が大きい光半導体装置を提供す
るものである。
オードと一次元光点位置検出素子の二つの機能を共に有
し、光学系選択の自由度が大きい光半導体装置を提供す
るものである。
（Ｓ題を解決するための手段）
上記の課題を解決するために、本発明は、上層部に多分
割ホトダイオードを、また、下層部に一次元光点位置検
出素子を形成した二層構造とするものである。
割ホトダイオードを、また、下層部に一次元光点位置検
出素子を形成した二層構造とするものである。
（作 用）
上記の二層構造により、光学設計上連続した正確な測距
を必要とする場合は下層部の一次元光点位置検出素子を
使用し、段階的な距離区分別の測距で充分な場合は上層
部の多分割ホトダイオードを使用するなど、使用ならび
に設計の自由度が広い光半導体装置が得られる。
を必要とする場合は下層部の一次元光点位置検出素子を
使用し、段階的な距離区分別の測距で充分な場合は上層
部の多分割ホトダイオードを使用するなど、使用ならび
に設計の自由度が広い光半導体装置が得られる。
（実施例）
本発明の一実施例を、第１図（ａ）、（ｂ）および（ｃ
）により説明する。（ａ）図は本発明による光半導体装
置の平面図、（ｂ）図は下層部の一次元光点位置検出素
子の上面を示す平面断面図、（ｃ）は側面断面図である
。
）により説明する。（ａ）図は本発明による光半導体装
置の平面図、（ｂ）図は下層部の一次元光点位置検出素
子の上面を示す平面断面図、（ｃ）は側面断面図である
。
まず１本発明による半導体装置を形成するにあたり、光
点位置検出素子の量子効率を高めるために、内部がｎ最
高抵抗領域２４となるように抵抗率１ｏｏｏΩ・１の半
導体基板を用い、その裏面にリンを表面濃度ｌＸｌ０”
ｍ−”、深さ５μ−に拡散してｎ０領域２５を形成した
０次に、光点位置検出素子の受光面として、上記の半導
体基板の表面に１．０ＸＩＯ”ａｓ−’のボロンイオン
注入を行い、幅１ｎｏ。
点位置検出素子の量子効率を高めるために、内部がｎ最
高抵抗領域２４となるように抵抗率１ｏｏｏΩ・１の半
導体基板を用い、その裏面にリンを表面濃度ｌＸｌ０”
ｍ−”、深さ５μ−に拡散してｎ０領域２５を形成した
０次に、光点位置検出素子の受光面として、上記の半導
体基板の表面に１．０ＸＩＯ”ａｓ−’のボロンイオン
注入を行い、幅１ｎｏ。
長さ３■のｐ最高抵抗領域２６を形成する。続いて、上
記のｐ最高抵抗領域２６の両端に陽極電極を形成するた
めに、ボロンを表面濃度１０″”（１１−’で拡散し、
ｐ０領域２７および２８を形成した。
記のｐ最高抵抗領域２６の両端に陽極電極を形成するた
めに、ボロンを表面濃度１０″”（１１−’で拡散し、
ｐ０領域２７および２８を形成した。
このようにして、下層部の一次元光点位置検出素子を形
成したのち、エピタキシャル成長を行い、抵抗率１０Ω
・ｌの厚さ５μ−のｎ形半導体領域２９を成長させた。
成したのち、エピタキシャル成長を行い、抵抗率１０Ω
・ｌの厚さ５μ−のｎ形半導体領域２９を成長させた。
次に、上記のｎ形半導体領域２９の表面中央部に、それ
ぞれ幅１＋＋ａ、長さ１．２■を有する２個のｐ最高抵
抗領域を０．２ｍの間隔で並行に形成し、２個のｐｎ結
合のホトダイオード３０および３１を形成し、上層部の
２分割ホトダイオードを構成した。
ぞれ幅１＋＋ａ、長さ１．２■を有する２個のｐ最高抵
抗領域を０．２ｍの間隔で並行に形成し、２個のｐｎ結
合のホトダイオード３０および３１を形成し、上層部の
２分割ホトダイオードを構成した。
さらに、下層部の一次元光点位置検出素子の裏“面に陰
極電極３２を、上層部の２分割ホトダイオードの表面を
覆う絶縁膜３３の上に一次元光点位置検出素子のｐ０領
域２７および２８に接続される陽極電極３４および３５
と、２分割ホトダイオードの２個のホトダイオード３０
および３１に接続される陽極電極３６および３７をそれ
ぞれ形成した。
極電極３２を、上層部の２分割ホトダイオードの表面を
覆う絶縁膜３３の上に一次元光点位置検出素子のｐ０領
域２７および２８に接続される陽極電極３４および３５
と、２分割ホトダイオードの２個のホトダイオード３０
および３１に接続される陽極電極３６および３７をそれ
ぞれ形成した。
光源１として用いたＬＥＤの波長９００ｒｖの赤外線は
、エピタキシャル成長で形成したｎ形半導体領域２９を
透過するので、下層部の一次元光点位置検出素子の電流
比による位置検出ができた。
、エピタキシャル成長で形成したｎ形半導体領域２９を
透過するので、下層部の一次元光点位置検出素子の電流
比による位置検出ができた。
なお、上層部の多分割ホトダイオードと下層部の一次元
光点位置検出素子の電極方向を同一方向に形成したが、
互いに直交する構造にすると二次元的な位置検出が可能
となり、さらに光学設計上の自由度を広げる効果がある
。
光点位置検出素子の電極方向を同一方向に形成したが、
互いに直交する構造にすると二次元的な位置検出が可能
となり、さらに光学設計上の自由度を広げる効果がある
。
（発明の効果）
上記説明したように１本発明によれば、多分割ホトダイ
オードと一次元光点位置検出素子の双方の機能とを同時
に有し、さらに、互いに直交する方向に組み合わせるこ
とにより二次元的な位置検出も可能となるため、測距装
置の光学設計に広い自由度をもたらす光半導体装置が得
られる。
オードと一次元光点位置検出素子の双方の機能とを同時
に有し、さらに、互いに直交する方向に組み合わせるこ
とにより二次元的な位置検出も可能となるため、測距装
置の光学設計に広い自由度をもたらす光半導体装置が得
られる。
第１図（ａ）、（ｂ）および（Ｑ）は本発明による光半
導体装置の平面図、下層部の一次元光点位置検出素子の
上面を示す平面断面図および全体の側面断面図、第２図
（ａ）および（ｂ）は従来の２分割ホトダイオードの平
面図および側面断面図、第３図（ａ）および（ｂ）は従
来の一次元光点位置検出素子の平面図および側面断面図
、第４図（ａ）および（ｂ）はそれぞれ２分割ホトダイ
オードおよび一次元光点位置検出素子の特性図、第５図
は測距装置の測定原理を示す構成図である。 １・・・光源（ＬＥＤ）、 ２，５・・・レンズ、３
．４・・・被写体、 ６・・・光半導体装置。 ７ 、１５．２５− ｎ ”領域、 ８ 、１６．２４
− ｎ形高抵抗領域、 ９，１０，３０，３１・・・
ホトダイオード、 １１．２０．３２・・・陰極電極、
１２゜２１、３３・・・絶縁膜、１３，１４，２２，
２３，３４゜３５、３６．３７・・・陽極電極、 １７
．２６・・・ｐ最高抵抗領域、１８，１９．２７．２８
・・・ｐ′″領域、２９・・・ｎ形半導体領域。 特許出願人 松下電子工業株式会社 第１図 ３４〜３７・・・楊趣ｉ榛 第２図 ７・・・ ｎ十々舜創べ ８・・・ｎ形尚旅挑碩緘 ９．１０・ 、−ｋ トク”４＋−ｆ ｌｌ・・階桧ｆ、桧 Ｉ２・・・此！／Ｇ狭 １３．１４・・・する橙ｆＩＬ極 第４図 ×方向 第 １５°”ｎ＋郁ｌ八 へ６°”ｎ彰訴を汽＠黛 １７・・・ｐ彰南詠式砿琢 １８．１９・・・ρ＋４Ｌ戚 に・・・撞ｉｔ緬 ２１°・・紀＃ｒｆ諌 ２２．２Ｂ・・・楊檜屯極 第 図
導体装置の平面図、下層部の一次元光点位置検出素子の
上面を示す平面断面図および全体の側面断面図、第２図
（ａ）および（ｂ）は従来の２分割ホトダイオードの平
面図および側面断面図、第３図（ａ）および（ｂ）は従
来の一次元光点位置検出素子の平面図および側面断面図
、第４図（ａ）および（ｂ）はそれぞれ２分割ホトダイ
オードおよび一次元光点位置検出素子の特性図、第５図
は測距装置の測定原理を示す構成図である。 １・・・光源（ＬＥＤ）、 ２，５・・・レンズ、３
．４・・・被写体、 ６・・・光半導体装置。 ７ 、１５．２５− ｎ ”領域、 ８ 、１６．２４
− ｎ形高抵抗領域、 ９，１０，３０，３１・・・
ホトダイオード、 １１．２０．３２・・・陰極電極、
１２゜２１、３３・・・絶縁膜、１３，１４，２２，
２３，３４゜３５、３６．３７・・・陽極電極、 １７
．２６・・・ｐ最高抵抗領域、１８，１９．２７．２８
・・・ｐ′″領域、２９・・・ｎ形半導体領域。 特許出願人 松下電子工業株式会社 第１図 ３４〜３７・・・楊趣ｉ榛 第２図 ７・・・ ｎ十々舜創べ ８・・・ｎ形尚旅挑碩緘 ９．１０・ 、−ｋ トク”４＋−ｆ ｌｌ・・階桧ｆ、桧 Ｉ２・・・此！／Ｇ狭 １３．１４・・・する橙ｆＩＬ極 第４図 ×方向 第 １５°”ｎ＋郁ｌ八 へ６°”ｎ彰訴を汽＠黛 １７・・・ｐ彰南詠式砿琢 １８．１９・・・ρ＋４Ｌ戚 に・・・撞ｉｔ緬 ２１°・・紀＃ｒｆ諌 ２２．２Ｂ・・・楊檜屯極 第 図
Claims (1)
- 所定導電形の第１の半導体領域上に同一導電形の第２
の高抵抗半導体領域と上記の第１半導体領域と異なる第
３の高抵抗半導体領域を形成することにより光点位置検
出機能をもたせ、上記の第３の高抵抗半導体領域上に上
記の第１または第２と同一導電形の第４の半導体領域を
設け、さらに上記の第４の半導体領域上に上記の第３と
同一導電形の半導体領域を少なくとも２個以上並べて設
け、多分割ホトダイオードを形成した光半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6594989A JP2717839B2 (ja) | 1989-03-20 | 1989-03-20 | 光半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6594989A JP2717839B2 (ja) | 1989-03-20 | 1989-03-20 | 光半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02246168A true JPH02246168A (ja) | 1990-10-01 |
| JP2717839B2 JP2717839B2 (ja) | 1998-02-25 |
Family
ID=13301737
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6594989A Expired - Lifetime JP2717839B2 (ja) | 1989-03-20 | 1989-03-20 | 光半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2717839B2 (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US5360987A (en) * | 1993-11-17 | 1994-11-01 | At&T Bell Laboratories | Semiconductor photodiode device with isolation region |
| US5418396A (en) * | 1992-06-25 | 1995-05-23 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Optical semiconductor device and fabrication method therefor |
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| JPH0983009A (ja) * | 1994-08-24 | 1997-03-28 | Seiko Instr Inc | 光電変換半導体装置の製造方法 |
| EP0834925A2 (en) * | 1996-09-30 | 1998-04-08 | Sharp Kabushiki Kaisha | Circuit-integrating light-receiving element |
| WO2000001018A1 (fr) * | 1998-06-30 | 2000-01-06 | Hamamatsu Photonics K.K. | Detecteur de position a semi-conducteur |
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-
1989
- 1989-03-20 JP JP6594989A patent/JP2717839B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2717839B2 (ja) | 1998-02-25 |
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