JPH04280685A - 受光装置 - Google Patents

受光装置

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JPH04280685A
JPH04280685A JP3043501A JP4350191A JPH04280685A JP H04280685 A JPH04280685 A JP H04280685A JP 3043501 A JP3043501 A JP 3043501A JP 4350191 A JP4350191 A JP 4350191A JP H04280685 A JPH04280685 A JP H04280685A
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JP
Japan
Prior art keywords
impurity diffusion
diffusion region
light receiving
type impurity
junction
Prior art date
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Pending
Application number
JP3043501A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroshi Yoshikawa
博司 吉川
Etsutaka Natsume
夏目 悦孝
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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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。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えばPN接合による
フォトダイオードを用いた赤外線受光素子を有する受光
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、テレビジョン受像機やVTR等
では、遠隔制御するために、リモートコマンダに対して
受光手段としての赤外線リモートセンサが取り付けられ
ている。この赤外線リモートセンサとしては、従来から
PINダイオードを用いたフォトディテクタが使用され
ている。そして、このPINダイオードを用いたフォト
ディテクタからなる受光部と該受光部からの出力信号を
増幅する回路及び周波数の帯域を制御する回路等からな
る信号処理回路を例えば金属製の箱に収容して電磁シー
ルドするようにしている。しかしながら、この電磁シー
ルドを目的とする上記金属製の箱は、その価格及び組立
工数が必要となり、赤外線リモートセンサの高生産性及
び低コスト化を阻害する要因となっている。
【0003】そこで、図2Aに示すように、例えばP型
のシリコン基板21上のN型のエピタキシャル層22上
にP型の不純物拡散領域23を形成することによって、
第1及び第2のPN接合J1 及びJ2 によるフォト
ダイオードPD1 及びPD2 を形成し、更に、シリ
コン基板21上に信号処理回路(図示せず)を該フォト
ダイオードPD1 及びPD2 と共に形成してモノリ
シック化させた赤外線リモートセンサが提案されている
。尚、この図2Aにおいて、24はP型の素子分離領域
を示す。この赤外線リモートセンサによれば、金属製の
箱を不要とすることができ、赤外線リモートセンサの高
生産性及び低コスト化を実現させることができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例に係るモノリシックタイプの赤外線リモートセンサ
においては、電場及び磁場においてノイズが発生すると
いう不都合が生じる。
【0005】即ち、受光部を構成するフォトディテクタ
は、光を受ける必要性から金属のような導体による電磁
シールドができない。また、電磁シールド用としてIT
O,SnO等の透明電極等を用いた場合、受光部表面と
透明電極間にキャパシタが形成され、特に上記受光部は
面積が大きいため、上記の如くキャパシタが形成される
と、応答速度が極端に遅くなるなどの不都合が生じる。 回路的に上記不都合を解消させようとしてもその回路構
成は非常に複雑であり、赤外線リモートセンサの高生産
性及び低コスト化を大きく阻害する。
【0006】また、受光部と信号処理回路部とを個別部
品で構成した場合は、フォトダイオードとアンプ間の配
線距離が上記モノリシックタイプよりも長くなり、ノイ
ズの影響を受け易くなる。そのため、金属製の缶でパッ
ケージしたり、フォトダイオード前面に透明導電膜を貼
り付けたりしているが、完全な電磁シールド効果は困難
であり、手間と費用がかかるという不都合がある。
【0007】そこで、従来では、図2Aの従来例におい
て、上層のP型不純物拡散領域23に基板電位、即ち接
地電位Vssを印加して、電磁シールドするようにして
いる(信学技報、SK−280649,CPM89−7
0、P7〜12、”Si−OEIC:OPICの展開に
ついて”参照)。この従来例に係る赤外線リモートセン
サの等価回路を図2Bに示す。この図において、Trは
、フォトダイオードに蓄積された信号電荷を出力信号に
変換するバッファ用トランジスタを示す。
【0008】しかしながら、この構成による赤外線リモ
ートセンサにおいては、出力信号の応答性を左右するバ
ッファ用トランジスタTrのベースとGND間に第1の
PN接合J1 による正規のフォトダイオードPD1 
と第2のPN接合J2 による電磁シールド用のフォト
ダイオードPD2 とが夫々接続された形となるため、
第1のPN接合J1 による接合容量と第2のPN接合
J2 による接合容量との合成容量(加算容量)が、こ
の受光部の容量となり、しかも、その容量値が大きくな
ることから、出力信号の応答性が悪く(遅く)なると共
に、S/Nが劣化し(信号到達距離が短くなる)、赤外
線受光感度を低下させるという不都合がある。
【0009】本発明は、このような課題に鑑み成された
もので、その目的とするところは、モノリシック化され
た例えば赤外線リモートセンサに対し、フォトダイオー
ドの接合容量を増大させることなく、電磁シールドが行
え、電磁ノイズの低減及び赤外線受光感度の向上を同時
に実現させることができる受光装置を提供することにあ
る。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、受光部1と、
該受光部1の信号電荷を出力信号Sに変換するバッファ
用トランジスタTrとを有する受光装置において、上記
受光部1を、第1導電型(例えばN型)不純物拡散領域
7及び5と第2導電型(例えばP型)不純物拡散領域6
及び2とが夫々交互に積層されてなる4層の不純物拡散
領域7,6,5及び2で構成し、そのうち、上層の第1
導電型不純物拡散領域7を所定の電位Vccに固定する
と共に、その下層の第2導電型不純物拡散領域6をバッ
ファ用トランジスタTrのエミッタに接続して構成する
【0011】
【作用】上述の本発明の構成によれば、受光部1が、所
定電位Vccの印加により交流的に接地状態となされた
上層の第1導電型不純物拡散領域7と接地電位Vssが
印加される例えばシリコン基板2によってサンドウィッ
チされた形となるため、外部からの電界及び磁界による
電磁ノイズの発生を防止することができる。また、上記
不純物拡散領域7の下層に形成された第2導電型不純物
拡散領域6をバッファ用トランジスタTrのエミッタに
接続するようにしたので、この不純物拡散領域6に係る
PN接合J2 及びJ3 による接合容量C2 及びC
3 は、夫々バッファ用トランジスタTrの電流増幅率
hFE分の1、即ちC2 /hFE及びC3 /hFE
となり、受光部1における接合容量C1 ,C2 及び
C3 の合成容量(加算容量)Cが低減化される。従っ
て、上記電磁シールド効果とも相俟って、受光部1にお
ける赤外線受光感度の向上及び電磁ノイズの抑圧を図る
ことができる。
【0012】
【実施例】以下、図1を参照しながら本発明の実施例を
説明する。図1Aは、本実施例に係る受光装置の要部、
特にその受光部1を示す構成図であり、図1Bは、その
等価回路図である。尚、図1Bにおいて、Trはフォト
ダイオードに蓄積された信号電荷を電圧変換して出力端
子φoutより出力信号Sとして出力するバッファ用ト
ランジスタを示す。
【0013】この受光部1は、図1Aに示すように、例
えばP型のシリコン基板2あるいはウェル領域(以下の
説明においては、便宜上シリコン基板を対象に説明する
)上に形成されたN型のエピタキシャル層3中、P型の
素子分離領域4で囲まれたN型の素子形成領域5にP型
の不純物拡散領域6が形成され、更に該不純物拡散領域
6にN型の不純物拡散領域7が形成されてこれら4層の
不純物拡散領域2,5,6及び7にて構成されている。
【0014】そして、シリコン基板2から電極8、素子
形成領域から電極9、P型の不純物拡散領域から電極1
0、N型の不純物拡散領域から電極11を夫々透明性の
絶縁膜(保護膜)12を介して取り出す。各電極8,9
,10及び11には夫々対応する端子φA,φB,φC
及びφDが接続される。
【0015】この場合、シリコン基板2と素子形成領域
5との第1のPN接合J1 にて第1のフォトダイオー
ドPD1 が形成され、素子形成領域5とP型の不純物
拡散領域6との第2のPN接合J2 にて第2のフォト
ダイオードPD2 が形成され、P型の不純物拡散領域
6とN型の不純物拡散領域7との第3のPN接合J3 
にて第3のフォトダイオードPD3 が形成される。
【0016】また、各PN接合による接合容量は、第1
のPN接合J1 による接合容量C1 が例えば100
pF、第2のPN接合J2による接合容量C2 が例え
ば200pF、第3のPN接合J3 による接合容量C
3 が例えば400pFとなる。
【0017】そして、図1Bに示すように、端子φAを
介してシリコン基板2が接地電位Vssに固定されると
共に、素子形成領域5から導出する端子φBがバッファ
用トランジスタTrのベースに接続され、P型の不純物
拡散領域6から導出する端子φCがバッファ用トランジ
スタTrのエミッタに接続され、端子φDを介してN型
の不純物拡散領域7が所定の電源電位Vccに固定され
る。また、バッファ用トランジスタTrのエミッタとG
ND間には定電流源13が接続される。
【0018】このような構成により、第1のフォトダイ
オードPD1 がバッファ用トランジスタTrのベース
とGND間に、第2のフォトダイオードPD2 がバッ
ファ用トランジスタTrのベースとエミッタ間に、第3
のフォトダイオードPD3 が電源の(+)極とバッフ
ァ用トランジスタTrのエミッタ間に夫々逆バイアス状
態で接続された形となる。従って、第1のフォトダイオ
ードPD1 が、赤外線を受光することによりその受光
量に応じた信号電荷を蓄積する正規のフォトダイオード
として働き、第3のフォトダイオードPD3 が電磁シ
ールド用フォトダイオードとして働く。
【0019】上述のように、本例によれば、受光部1を
、N型の不純物拡散領域7、P型の不純物拡散領域6、
N型の素子形成領域5及びP型のシリコン基板2による
4層の不純物拡散領域で構成し、そのうち、上層のN型
の不純物拡散領域7を電極11及び端子φDを介して所
定の電源電位Vccに固定するようにしたので、受光部
1が、所定の電源電位Vccにより交流的に接地状態と
なされたN型の不純物拡散領域7と接地電位Vssに固
定されたシリコン基板2によってサンドウィッチされた
形となり、外部からの電界及び磁界による電磁ノイズの
発生を防止することができる。
【0020】また、上記N型の不純物拡散領域7の下層
に形成されたP型の不純物拡散領域6を電極10及び端
子φCを介してバッファ用トランジスタTrのエミッタ
に接続するようにしたので、この不純物拡散領域6に係
るPN接合による接合容量、即ち第2のPN接合J2 
による接合容量C2 と、第3のPN接合J3 による
接合容量C3 が、夫々バッファ用トランジスタTrの
電流増幅率hFE分の1、即ちC2 /hFE及びC3
 /hFEとなり、受光部1における接合容量の合成容
量(加算容量)Cが低減化される。
【0021】ここで、図2で示す従来の構成において、
第1のPN接合J1による接合容量C1 を100pF
、第2のPN接合J2 による接合容量C2 を200
pFとして、本実施例の合成容量Cと従来例の合成容量
Cとを比較すると、本実施例の場合、合成容量Cは、電
流増幅率hFEを100とすると、次式から、106p
Fとなる。 C=C1 +(C2 +C3 )/hFE=100pF
+(200pF+400pF)/100=100pF+
6pF =106pF
【0022】一方、従来例の場合は、次式から、300
pFとなる。 C=C1 +C2  =100pF+200pF =300pF
【0023】このように、本実施例の合成容量Cが大幅
に低減化されていることがわかる。従って、本実施例に
おける出力信号SのS/Nが向上し、上記電磁シールド
効果とも相俟って、受光部1における赤外線受光感度の
向上及び電磁ノイズの抑圧を図ることができる。
【0024】
【発明の効果】本発明に係る受光装置によれば、モノリ
シック化された例えば赤外線リモートセンサに対し、フ
ォトダイオードの接合容量を増大させることなく、電磁
シールドを行うことができ、電磁ノイズの抑圧及び赤外
線受光感度の向上を同時に実現させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】Aは本実施例に係る受光装置の要部、特にその
受光部を示す構成図。Bはその等価回路図。
【図2】Aは従来例に係る受光装置の受光部を示す構成
図。Bはその等価回路図。
【符号の説明】
1  受光部 2  シリコン基板 3  エピタキシャル層 4  素子分離領域 5  素子形成領域 6  P型の不純物拡散領域 7  N型の不純物拡散領域 8〜11  電極 φA〜φD  端子 Tr  バッファ用トランジスタ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  受光部と、該受光部の信号電荷を出力
    信号に変換するバッファ用トランジスタとを有する受光
    装置において、上記受光部が、第1導電型不純物拡散領
    域と第2導電型不純物拡散領域とが夫々交互に積層され
    てなる4層の不純物拡散領域で構成され、そのうち、上
    層の第1導電型不純物拡散領域が所定の電位に固定され
    、その下層の第2導電型不純物拡散領域が上記バッファ
    用トランジスタのエミッタに接続されていることを特徴
    とする受光装置。
JP3043501A 1991-03-08 1991-03-08 受光装置 Pending JPH04280685A (ja)

Priority Applications (1)

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JP3043501A JPH04280685A (ja) 1991-03-08 1991-03-08 受光装置

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JP3043501A JPH04280685A (ja) 1991-03-08 1991-03-08 受光装置

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ID=12665470

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JP3043501A Pending JPH04280685A (ja) 1991-03-08 1991-03-08 受光装置

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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