JPH04395B2 - - Google Patents
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- JPH04395B2 JPH04395B2 JP16147082A JP16147082A JPH04395B2 JP H04395 B2 JPH04395 B2 JP H04395B2 JP 16147082 A JP16147082 A JP 16147082A JP 16147082 A JP16147082 A JP 16147082A JP H04395 B2 JPH04395 B2 JP H04395B2
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- conductive film
- position detector
- light beam
- conductive films
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 23
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims 2
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 20
- 239000010408 film Substances 0.000 description 19
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/02016—Circuit arrangements of general character for the devices
- H01L31/02019—Circuit arrangements of general character for the devices for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
- H01L31/02024—Position sensitive and lateral effect photodetectors; Quadrant photodiodes
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、半導体光位置検出器に関する。
近年、画像の走査を行なわないで光学的に被測
定物体の位置を検出する半導体光位置検出器が実
用されている。
定物体の位置を検出する半導体光位置検出器が実
用されている。
第１図は、かかる半導体光位置検出器Ｄの従来
例を示すものであり、同図において、ｉ型シリコ
ン層（純シリコン層）１は、シリコン単結晶の薄
片を正方形に形成したものであり、該ｉ型シリコ
ン層１の一方の面と他方の面には不純物の熱拡散
等によつてｐ型抵抗層２およびｎ型シリコン層３
が各々形成されている。上記ｐ型抵抗層２には、
第２図に示すように２対の電極４，４′および５，
５′が対向配設され、また上記ｎ型シリコン層３
にはその中央付近に電極６が付設されている。
例を示すものであり、同図において、ｉ型シリコ
ン層（純シリコン層）１は、シリコン単結晶の薄
片を正方形に形成したものであり、該ｉ型シリコ
ン層１の一方の面と他方の面には不純物の熱拡散
等によつてｐ型抵抗層２およびｎ型シリコン層３
が各々形成されている。上記ｐ型抵抗層２には、
第２図に示すように２対の電極４，４′および５，
５′が対向配設され、また上記ｎ型シリコン層３
にはその中央付近に電極６が付設されている。
いま、上記ｐ型抵抗層２のＡ点に光ビームＬが
入射されると、Ａ点におけるpn接合に該光ビー
ムＬの光量（エネルギ）に対応した過剰キヤリア
を生じ、該過剰キヤリアに基づく電流が上記ｐ型
抵抗層２を介して電極４，４′，５，５′と電極６
間にそれぞれ流れる。
入射されると、Ａ点におけるpn接合に該光ビー
ムＬの光量（エネルギ）に対応した過剰キヤリア
を生じ、該過剰キヤリアに基づく電流が上記ｐ型
抵抗層２を介して電極４，４′，５，５′と電極６
間にそれぞれ流れる。
上記ｐ型抵抗層２が均一な抵抗分布を有してい
ることから、上記各電流の値はＡ点から電極４，
４′，５，５′までの距離に逆比例した大きさとな
り、したがつて、対向する各電極から出力される
電流値の差または比に基づいてＸ，Ｙ方向につい
ての上記Ａ点の位置を検出するようにしている。
ることから、上記各電流の値はＡ点から電極４，
４′，５，５′までの距離に逆比例した大きさとな
り、したがつて、対向する各電極から出力される
電流値の差または比に基づいてＸ，Ｙ方向につい
ての上記Ａ点の位置を検出するようにしている。
かかる従来の半導体光位置検出器は、以下のよ
うな欠点を有していた。
うな欠点を有していた。
すなわち、シリコン単結晶を原材料としている
ために大面積に形成することが技術的および経済
的に困難であり、かかる理由から、分解能を向上
するためには複雑高価な光学系を外付けする必要
があつた。また、ｐ型抵抗層に光電変換作用と抵
抗作用を兼用させているので、最適な設計が困難
であつた。
ために大面積に形成することが技術的および経済
的に困難であり、かかる理由から、分解能を向上
するためには複雑高価な光学系を外付けする必要
があつた。また、ｐ型抵抗層に光電変換作用と抵
抗作用を兼用させているので、最適な設計が困難
であつた。
本発明の目的は、上記した欠点を解消した半導
体光位置検出器を提供することにある。
体光位置検出器を提供することにある。
本発明は、上記目的を達成するために、アモル
フアスシリコンを原材料として使用している。
フアスシリコンを原材料として使用している。
以下、添附図面を参照しながら本発明を詳細に
説明する。
説明する。
第３図は、本発明に係る半導体光位置検出器
DDの一実施例を示している。この実施例では、
正方形のガラス基板１０に、透明導電膜１１、ｐ
型アモルフアスシリコン層１２、ｉ型アモルフア
スシリコン層１３、ｎ型アモルフアススシリコン
層１４および透明導電膜１５を順次形成してお
り、上記各アモルフアスシリコン層１２，１３お
よび１４は光電変換を行なうアモルフアス半導体
層を構成している。上記透明導電膜１１には枠状
の電極１６がその縁部に沿つて付設され（第４図
参照）、また上記透明導電膜１５には２対の棒状
の電極１７，１７′および１８，１８′がその縁部
に沿つて対向配設されている（第５図参照）。な
お、上記透明導電膜１１，１５はITO（インジウ
ム−スス−酸化物）や金属薄膜等からなり、ま
た、上記ｐ型アモルフアスシリコン層１２、ｉ型
アモルフアスシリコン層１３およびｎ型アモルフ
アスシリコン層１４は、例えば300Å，3000〜
5000Åおよび100Åの厚さにそれぞれ蒸着されて
形成される。また、第３図では、ガラス基板１０
の厚さを他の厚さと比べて縮小してある。
DDの一実施例を示している。この実施例では、
正方形のガラス基板１０に、透明導電膜１１、ｐ
型アモルフアスシリコン層１２、ｉ型アモルフア
スシリコン層１３、ｎ型アモルフアススシリコン
層１４および透明導電膜１５を順次形成してお
り、上記各アモルフアスシリコン層１２，１３お
よび１４は光電変換を行なうアモルフアス半導体
層を構成している。上記透明導電膜１１には枠状
の電極１６がその縁部に沿つて付設され（第４図
参照）、また上記透明導電膜１５には２対の棒状
の電極１７，１７′および１８，１８′がその縁部
に沿つて対向配設されている（第５図参照）。な
お、上記透明導電膜１１，１５はITO（インジウ
ム−スス−酸化物）や金属薄膜等からなり、ま
た、上記ｐ型アモルフアスシリコン層１２、ｉ型
アモルフアスシリコン層１３およびｎ型アモルフ
アスシリコン層１４は、例えば300Å，3000〜
5000Åおよび100Åの厚さにそれぞれ蒸着されて
形成される。また、第３図では、ガラス基板１０
の厚さを他の厚さと比べて縮小してある。
いま、第６図に示したように、上記半導体光位
置検出器DDに光ビームＬを入射すると、該光ビ
ームＬの照射点におけるpn接合に過剰キヤリア
が生じ、該過剰キヤリアに基づく電流が透明導電
膜１５を介してそれぞれ電極１７，１７′，１８，
１８′と電極１６の間に流れる。
置検出器DDに光ビームＬを入射すると、該光ビ
ームＬの照射点におけるpn接合に過剰キヤリア
が生じ、該過剰キヤリアに基づく電流が透明導電
膜１５を介してそれぞれ電極１７，１７′，１８，
１８′と電極１６の間に流れる。
しかして、抵抗層として機能する透明導電膜１
５が均一な抵抗分布を有していることから、上記
電流の大きさは上記照射点から各電極までの距離
に逆比例し、したがつて対向する電極から出力さ
れる電流値の差または比に基づいて上記照射点の
位置を算出することができる。
５が均一な抵抗分布を有していることから、上記
電流の大きさは上記照射点から各電極までの距離
に逆比例し、したがつて対向する電極から出力さ
れる電流値の差または比に基づいて上記照射点の
位置を算出することができる。
ところで、上述した実施例ではガラス基板にｐ
型、ｉ型およびｎ型のアモルフアスシリコンを蒸
着して半導体光位置検出器DDを形成しているの
で、該半導体光位置検出器DDは半透明となる。
そこで、かかる半導体光位置検出器DDを２個所
定距離をおいて平行に配置すれば、光ビームは１
つ目の半導体光位置検出器DDを通過して２つ目
の半導体光位置検出器DDを照射する。したがつ
て、それぞれ半導体光位置検出器DDにおける光
ビームの照射点の位置検出結果に基づいて、該光
ビームの半導体光位置検出器DDへの照射角度を
得ることができる。
型、ｉ型およびｎ型のアモルフアスシリコンを蒸
着して半導体光位置検出器DDを形成しているの
で、該半導体光位置検出器DDは半透明となる。
そこで、かかる半導体光位置検出器DDを２個所
定距離をおいて平行に配置すれば、光ビームは１
つ目の半導体光位置検出器DDを通過して２つ目
の半導体光位置検出器DDを照射する。したがつ
て、それぞれ半導体光位置検出器DDにおける光
ビームの照射点の位置検出結果に基づいて、該光
ビームの半導体光位置検出器DDへの照射角度を
得ることができる。
上記ガラス基板１０に代えて金属基板を用いて
も、上述と同様にして光ビームの照射点を検出し
得る。ただし、この場合は透明導電膜１５方向か
ら光ビームを受光する必要がある。
も、上述と同様にして光ビームの照射点を検出し
得る。ただし、この場合は透明導電膜１５方向か
ら光ビームを受光する必要がある。
また、上記電極１６を透明導電膜１５に配設
し、上記電極１７，１７′，１８，１８′を透明導
電膜１１に配設した態様でも、本発明は実施する
ことができる。さらに第７図に示す如く、電極１
７，１７′を透明導電膜１１に、また電極１８，
１８′を透明導電膜１５にそれぞれ正方形の別の
対向する辺に沿う態様で配設しても本発明を実施
し得る。なお、同図の実施例では光ビームの照射
点に発生した過剰キヤリアのうち電子がｐ型アモ
ルフアスシリコン層１２に移動し、正孔がｎ型ア
モルフアスシリコン層１４に移動するため、上記
電極１７，１７′から出力される電流と、電極１
８，１８′から出力される電流とは極性が逆にな
る。
し、上記電極１７，１７′，１８，１８′を透明導
電膜１１に配設した態様でも、本発明は実施する
ことができる。さらに第７図に示す如く、電極１
７，１７′を透明導電膜１１に、また電極１８，
１８′を透明導電膜１５にそれぞれ正方形の別の
対向する辺に沿う態様で配設しても本発明を実施
し得る。なお、同図の実施例では光ビームの照射
点に発生した過剰キヤリアのうち電子がｐ型アモ
ルフアスシリコン層１２に移動し、正孔がｎ型ア
モルフアスシリコン層１４に移動するため、上記
電極１７，１７′から出力される電流と、電極１
８，１８′から出力される電流とは極性が逆にな
る。
なお、第３図、第７図に示す各実施例におい
て、ガラス基板１０側からのみ光ビームを入射さ
せる場合には、導電膜１５を非透光性にしてよ
く、逆に導電膜１５側からのみ光ビームを射させ
る場合には、導電膜１１を非透光性にしてよい。
て、ガラス基板１０側からのみ光ビームを入射さ
せる場合には、導電膜１５を非透光性にしてよ
く、逆に導電膜１５側からのみ光ビームを射させ
る場合には、導電膜１１を非透光性にしてよい。
また第３図に示した実施例では、導電膜１１を
共通電極として機能させているが、この導電膜１
１が低抵抗の場合には、第４図に示す枠状の電極
１６を省略しても実用上不都合は生じない。
共通電極として機能させているが、この導電膜１
１が低抵抗の場合には、第４図に示す枠状の電極
１６を省略しても実用上不都合は生じない。
本発明は、上述した構成および作用を有するの
で次のような効果をもつ。
で次のような効果をもつ。
ｉ型アモルフアスシリコンおよびｎ型アモル
フアスシリコンはシリコン単結晶に比べて高抵
抗でかつキヤリア移動度が低く、また、ｐ型、
ｉ型およびｎ型アモルフアスシリコンを薄膜に
形成しているので光ビーム照射点に発生した過
剰キヤリアは横方向へあまり拡散しない。した
がつて、発生した過剰キヤリアの大部分が透明
導電膜に移動し、これによつて光ビーム照射点
の検出分解能を高くすることができる。
フアスシリコンはシリコン単結晶に比べて高抵
抗でかつキヤリア移動度が低く、また、ｐ型、
ｉ型およびｎ型アモルフアスシリコンを薄膜に
形成しているので光ビーム照射点に発生した過
剰キヤリアは横方向へあまり拡散しない。した
がつて、発生した過剰キヤリアの大部分が透明
導電膜に移動し、これによつて光ビーム照射点
の検出分解能を高くすることができる。
アモルフアスシリコンを大面積の薄膜に形成
することは技術的に容易であるために大面積の
半導体光位置検出器を安価に実現できる。ま
た、かかる半導体位置検出器に適用する光学系
を簡単化することができる。
することは技術的に容易であるために大面積の
半導体光位置検出器を安価に実現できる。ま
た、かかる半導体位置検出器に適用する光学系
を簡単化することができる。
光電効果により生じた電流を抵抗層として機
能する透明導電膜によつて分割するようにして
いるので、各アモルフアスシリコン層および抵
抗部（透明導電膜）をそれぞれの作用が最も有
効に行なわれるように個別に設計することがで
き、これによつて高感度化を図れる。
能する透明導電膜によつて分割するようにして
いるので、各アモルフアスシリコン層および抵
抗部（透明導電膜）をそれぞれの作用が最も有
効に行なわれるように個別に設計することがで
き、これによつて高感度化を図れる。
各アモルフアスシリコン層の膜厚を調整する
ことにより分光感度を変化することができる。
ことにより分光感度を変化することができる。
第１図および第２図は、半導体光位置検出器の
従来例を示す概念断面図および上面図、第３図、
第４図および第５図は、本発明に係る半導体光位
置検出器の一実施例を示す断面図、上面図および
下面図、第６図は、本発明に係る半導体光位置検
出器の作用を説明するための概念断面図、第７図
は、本発明に係る半導体光位置検出器の他の実施
例を示す斜視図である。 １０…ガラス基板、１１，１５…透明導電膜、
１２…ｐ型アモルフアスシリコン層、１３…ｉ型
アモルフアスシリコン層、１４…ｎ型アモルフア
スシリコン層、１６，１７，１７′，１８，１
８′…電極。
従来例を示す概念断面図および上面図、第３図、
第４図および第５図は、本発明に係る半導体光位
置検出器の一実施例を示す断面図、上面図および
下面図、第６図は、本発明に係る半導体光位置検
出器の作用を説明するための概念断面図、第７図
は、本発明に係る半導体光位置検出器の他の実施
例を示す斜視図である。 １０…ガラス基板、１１，１５…透明導電膜、
１２…ｐ型アモルフアスシリコン層、１３…ｉ型
アモルフアスシリコン層、１４…ｎ型アモルフア
スシリコン層、１６，１７，１７′，１８，１
８′…電極。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ pin構造を有するアモルフアス半導体層と、
このアモルフアス半導体層の各面にそれぞれ設け
た第１および第２の導電膜と、 上記第２の導電膜との間で光ビームの入射位置
に対応した電流を取り出すべく上記第１の導電膜
に配設した信号取出し用電極とを備え、 上記第１、第２の導電膜のうち、少なくとも上
記光ビームの入射側に位置する導電膜に透光性を
持たせたことを特徴とする 半導体光位置検出器。 ２ pin構造を有するアモルフアス半導体層と、
このアモルフアス半導体層の各面にそれぞれ設け
た第１および第２の導電膜と、 上記第１および第２の導電膜にそれぞれ配設し
たＸ方向信号取出し用電極およびＹ方向信号取出
し用電極とを備え、 上記第１、第２の導電膜のうち、少なくとも光
ビームの入射側に位置する導電膜に透光性を持た
せたことを特徴とする 半導体光位置検出器。 ３ pin構造を有するアモルフアス半導体層と、
このアモルフアス半導体層の各面にそれぞれ設け
た第１および第２の導電膜と、 上記第２の導電膜との間で光ビームの入射位置
に対応した電流を取り出すべく上記第１の導電膜
に配設した信号取出し用電極とを備え、 上記第１、第２の導電膜の双方に透光性を持た
せたことを特徴とする 半導体位置検出器。 ４ pin構造を有するアモルフアス半導体層と、
このアモルフアス半導体層の各面にそれぞれ設け
た第１および第２の導電膜と、 上記第１および第２の導電膜にそれぞれ配設し
たＸ方向信号取出し用電極およびＹ方向信号取出
し用電極とを備え、 上記第１、第２の導電膜の双方に透光性を持た
せたことを特徴とする 半導体光位置検出器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57161470A JPS5950579A (ja) | 1982-09-16 | 1982-09-16 | 半導体光位置検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57161470A JPS5950579A (ja) | 1982-09-16 | 1982-09-16 | 半導体光位置検出器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5950579A JPS5950579A (ja) | 1984-03-23 |
| JPH04395B2 true JPH04395B2 (ja) | 1992-01-07 |
Family
ID=15735702
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57161470A Granted JPS5950579A (ja) | 1982-09-16 | 1982-09-16 | 半導体光位置検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5950579A (ja) |
Families Citing this family (30)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5956778A (ja) * | 1982-09-27 | 1984-04-02 | Toshiba Corp | 半導体位置検出器 |
| JPS5984587A (ja) * | 1982-11-08 | 1984-05-16 | Anritsu Corp | 位置センサ |
| JPH0770754B2 (ja) * | 1985-03-04 | 1995-07-31 | 株式会社小松製作所 | 半導体光位置検出器における抵抗層の形成方法 |
| US4761547A (en) * | 1985-03-18 | 1988-08-02 | Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho | Semiconductor photoelectric conversion device for light incident position detection |
| JPH0691276B2 (ja) * | 1985-03-22 | 1994-11-14 | 株式会社小松製作所 | 半導体光位置検出器における集電電極の形成方法 |
| JPH0691277B2 (ja) * | 1985-04-03 | 1994-11-14 | 株式会社小松製作所 | 半導体位置検出器 |
| JPH063462Y2 (ja) * | 1985-06-08 | 1994-01-26 | 株式会社小松製作所 | 座標入力装置 |
| JPH0691278B2 (ja) * | 1986-03-04 | 1994-11-14 | 浜松ホトニクス株式会社 | 半導体位置検出装置 |
| JP2583094B2 (ja) * | 1988-03-07 | 1997-02-19 | 鐘淵化学工業株式会社 | 半導体光位置検出器 |
| JPH0274838A (ja) * | 1988-09-09 | 1990-03-14 | Komatsu Ltd | ３軸力センサ |
| JPH0294863U (ja) * | 1989-01-11 | 1990-07-27 | ||
| FR2763122B1 (fr) * | 1997-05-09 | 1999-07-16 | Vishay Sa | Dispositif de mesure de position et de deplacement sans contact |
| US9389315B2 (en) * | 2012-12-19 | 2016-07-12 | Basf Se | Detector comprising a transversal optical sensor for detecting a transversal position of a light beam from an object and a longitudinal optical sensor sensing a beam cross-section of the light beam in a sensor region |
| CN109521397B (zh) | 2013-06-13 | 2023-03-28 | 巴斯夫欧洲公司 | 用于光学地检测至少一个对象的检测器 |
| AU2014280335B2 (en) | 2013-06-13 | 2018-03-22 | Basf Se | Detector for optically detecting an orientation of at least one object |
| CN105637320B (zh) | 2013-08-19 | 2018-12-14 | 巴斯夫欧洲公司 | 光学检测器 |
| CN106662636B (zh) | 2014-07-08 | 2020-12-25 | 巴斯夫欧洲公司 | 用于确定至少一个对象的位置的检测器 |
| WO2016051323A1 (en) | 2014-09-29 | 2016-04-07 | Basf Se | Detector for optically determining a position of at least one object |
| EP3230841B1 (en) | 2014-12-09 | 2019-07-03 | Basf Se | Optical detector |
| JP6841769B2 (ja) | 2015-01-30 | 2021-03-10 | トリナミクス ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 少なくとも１個の物体を光学的に検出する検出器 |
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1982
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| JPS5950579A (ja) | 1984-03-23 |
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