JPH05145055A - 光検知装置 - Google Patents

光検知装置

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JPH05145055A
JPH05145055A JP3304862A JP30486291A JPH05145055A JP H05145055 A JPH05145055 A JP H05145055A JP 3304862 A JP3304862 A JP 3304862A JP 30486291 A JP30486291 A JP 30486291A JP H05145055 A JPH05145055 A JP H05145055A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 光検知部と信号処理部とを別々の半導体基板
上に形成してなる光検知装置に関し、クロストークの増
大なく、不感エリアを減少させることを目的とする。 【構成】 複数のＰＮ接合部１０を円形部７ｂ−１と円
形部と一体に形成され不感エリア方向に突出した突起部
２ｂ−２とで構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光検知装置に係り、特に
光検知部と信号処理部とを別々の半導体基板上に形成し
てなる光検知装置に関する。
【０００２】赤外線検知器（赤外線撮像素子）は光検知
部と信号処理部とを別々の半導体基板上に形成し、両者
をバンプ等で結合した構成とされており、目標物体から
放出される赤外線をとらえて、目標物体の探知、追尾を
行なう装置に応用されている。
【０００３】このような応用装置に用いられる光検知装
置としては遠方の微小な目標物も逃がすことなく検知す
ることが要求されている。
【０００４】
【従来の技術】図４は従来の赤外線検知装置の一例の概
略構成図を示す。同図中、１は光検知部を示す。光検知
部１はＨｇ−Ｃｄ−Ｔｅ（水銀−カドミウム−テルル）
等よりなるＰ型の半導体基板１ａ上に拡散法等により複
数の円形状のＮ型半導体領域１ｂを例えば３×３に形成
してなる。なお、Ｐ型半導体基板１ａとＮ型半導体領域
１ｂによりＰＮ接合面４が形成される。
【０００５】２は信号処理部を示し、Ｓｉ−ＣＣＤ（Ch
arge Coupled Devices) 等で構成される。信号処理部２
は光検知部１のＮ型半導体領域１ｂと結合電極（バン
プ）３により接続され、光検知部１からの信号を処理す
る。
【０００６】図５は光検知装置の動作を説明するための
図を示す。図５（Ａ）に示すように光検知部１に赤外光
が入射すると、Ｐ型半導体基板１ａに電子が発生する。
ＰＮ接合面４は逆バイアスされているめ、赤外光により
発生した電子はＮ型半導体領域１ｂに収集され、バンプ
３を介して信号処理部２に入力される。
【０００７】１つのＮ型半導体領域１ｂにおける感度は
図５（Ｂ）に示すようにＮ型半導体領域１ｂの中央部で
最も大きく、周囲に向うに従って小さくなる特性を示し
ていた。
【０００８】また、Ｐ型半導体基板１ａで発生した電子
は各電子が移動できる平均の距離である拡散長Ｌｅだけ
移動し、消滅する。
【０００９】したがって、中・遠赤外線検知器（波長２
〜１５μｍ程度）などでは拡散長Ｌｅは例えば１０μ
ｍ、もしくはそれ以上となり、Ｎ型半導体領域のサイズ
ｄ、画素ピッチＰに比べて無視できない大きさとなる。
このため、図６のように、ＰＮ接合面４から、長さＬｅ
程度離れた場所で発生した電子はＮ型半導体領域に取り
込まれる。したがってＰＮ接合面４からｌ（≒Ｌｅ）だ
け広がった部分が感光エリアとなり、これが実質的な一
画素サイズとなっている。
【００１０】図７は従来の光検知装置の受光範囲を説明
するための図である。同図中、破線はＮ型半導体領域
で、実線は感光エリアを示している。従来より隣接する
Ｎ型半導体領域間のクロストークを低減するための同図
に示すように感光エリアが重ならないようにＮ型半導体
領域を配置していた。
【００１１】図７（Ａ）はＮ型半導体領域を円形状に形
成したもので、感光エリア５も円形となっていた。ま
た、図７（Ｂ）はＮ型半導体領域１ｂ’は四角形に形成
され、感光エリア５’は角が取れた形状となる。
【００１２】さらに、図７（Ｃ）は図７（Ｂ）同様Ｎ型
半導体領域１ｂ”は四角形に形成され、Ｎ型半導体領域
１ｂ”をずらすことにより図７（Ｂ）の不感エリア６’
より１つの不感エリア６”の面積が減少するよう配置さ
れていた。ただし、このような構成とすると、１つの不
感エリア６”の面積は小さくなるが、不感エリア６”の
個数は増加してしまい、トータルの不感エリアは減少で
きない。
【００１３】ところで、可視光線の検知器では、拡散長
Ｌｅは無視できる程度に小さく、ＰＮ接合面の形状がそ
のまま一画素の形状となる。可視光検知器はモノリシッ
ク型で形成され同一基板（例えばＳｉ）上にＰＮ接合
面、信号伝送線、スイッチングゲート、などを形成して
いる。ここで、伝送線、ゲートなどは不感部分となり、
ここに入射した光は検知できないため、可視光検知器で
は従来から、伝送線、ゲート部分などを微細化して、フ
ォトダイオードエリアを広げることで不感部分を減らし
てきた。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、従来のハイ
ブリッド型の光検知装置では図７に示すように感光エリ
ア５が重ならないようにＮ型半導体領域１ｂを配置する
と不感エリア６が発生し、赤外光を感知できない部分が
生じてしまう。また、不感エリア６をなくすため、Ｎ型
半導体領域を広げると、感光エリア５が重なり合ってし
まいクロストークが増大してしまう等の問題点があっ
た。
【００１５】本発明は上記の点に鑑みてなされたもの
で、クロストークの増大なく、不感エリアを減少させる
ことができる光検知装置を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明は、半導体基板上
に複数のＰＮ接合部を形成し、半導体基板に入射した光
を光電変換し、光に応じた信号を光の入射した位置に対
応したＰＮ接合部より取り出す光検知装置において、前
記複数のＰＮ接合部のうち前記複数のＰＮ接合部により
生じる不感エリアに隣接したＰＮ接合部に一体的に不感
エリアの方向に突出した突出部を形成する。
【００１７】
【作用】不感エリアに隣接したＰＮ接合部に不感エリア
の方向に突出した突出部を形成することにより感光エリ
アはそのままで不感エリアをのみ減少させることができ
る。
【００１８】
【実施例】図１は本発明の一実施例の概略構成図を示
す。同図中、７は光検知部を示す。光検知部７はＨｇ−
Ｃｄ−Ｔｅ（水銀−カドミウム−テルル）等よりなるＰ
型半導体基板７ａ上に複数のＮ型半導体領域７ｂを拡散
法等により例えば３×3 に配置する。したがって、Ｐ型
半導体領域７ａとＮ型半導体領域７ｂとによりＰＮ接合
面１０が形成される。
【００１９】８は信号処理部を示す。信号処理部８は例
えば、Ｓｉ−ＣＣＤ等よりなり、Ｎ型半導体領域７ｂと
結合電極９により接続されている。
【００２０】Ｎ型半導体領域７ｂは図１（Ａ）に示すよ
うに円形部７ｂ−１に円形部７ｂ−１と一体的に形成さ
れ不感エリア方向に突出した突出部７ｂ−２を付加した
形状をしている。
【００２１】図２は本発明の第１の実施例を説明するた
めの図を示す。同図中、破線部分はＮ型半導体領域７ｂ
で、実線部分は感光エリア１１を示している。
【００２２】図２に示すように突出部７ｂ−２により円
形部７ｂ−１による感光エリアだけでは不感エリアとな
ってしまう部分を感光エリアとすることができる。
【００２３】したがって、不感エリアをクロストークな
しに減少させることができる。
【００２４】このため、目標物の検知追尾を確実に行な
うことができる。
【００２５】ここで、図２において、突出部７ｂ−２に
入射した赤外光はその突出部７ｂ−２、円形部７ｂ−１
での光として検知されるため、遠方の目標物体を撮像す
る場合において、目標物体位置に誤差が生じる。
【００２６】しかし、前述の目標物体を探知、追尾に発
見する場合においては、前述の一画素サイズ以下の位置
の誤差は問題とならず、その目標物体を追尾することが
できる。目標物体に近づいた場合には、その入射赤外光
のスポットは、一画素サイズよりも大きくなり、上記の
位置の誤差、さらには不感部分の影響もなく、正確な目
標位置判定が行なえる。
【００２７】図３は本発明の第２実施例の概略構成図を
示す。同図中、図１と同一構成部分には同一符号を付
し、その説明は省略する。
【００２８】本実施例は不感エリアが生じる位置に補助
となる小型の円形Ｎ型半導体領域１３を主となる円形Ｎ
型半導体領域７ｂ’とは別に形成してなる。補助Ｎ型半
導体領域１３はＰ型半導体基板７と共にＰＮ接合面１５
を形成し、隣接する主Ｎ型半導体領域７ｂ’と接合電極
１４により接続される。
【００２９】主となるＮ型半導体領域７ｂ’の間に生じ
る不感エリアを補助となるＮ型半導体領域１３によりカ
バーすることができる。このため、第１実施例と同様に
クロストークを生じさせることなく不感エリアを減少さ
せることができる。
【００３０】なお、本実施例では結合電極１４を用いて
補助Ｎ型半導体領域１３と主Ｎ型半導体領域７ｂ’とを
電気的に接続したがこれに限ることはとなく、例えば、
信号線等により接続する構成としてもよく、要は両者は
電気的に接続される構成であればよい。
【００３１】なお、第１，第２の本実施例ではＰＮ接合
面を形成する主となるＮ型半導体領域７ｂ−１，７ｂ−
２は円形であるが、この形状はこれに限ることはなく四
角形等他の形状であってもよい。
【００３２】また、補助となるＮ型半導体領域７ｂ−
２，及びＮ型半導体領域１３の形状も図に示すようなも
のに限ることはなく、要は主となるＮ型半導体領域７ｂ
−１，７ｂ’により生じる不感エリアを補助となるＮ型
半導体領域等による感光エリアにより埋めことのできる
形状であればよい。
【００３３】
【発明の効果】上述の如く、本発明によれば、ＰＮ接合
部に不感エリア方向に突出した突出部を形成し不感エリ
アのみを減少させているため、複数のＰＮ接合部間のク
ロストークを増大させることなく不感エリアだけを減少
させることができる等の特長を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例の概略構成図である。
【図２】本発明の第１実施例を説明するための図であ
る。
【図３】本発明の第２実施例の概略構成図である。
【図４】従来の一例の概略構成図である。
【図５】光検知装置の動作を説明するための図である。
【図６】従来の一例の受光範囲を説明するための図であ
る。
【図７】従来の光検知装置の受光範囲を説明するための
図である。
【符号の説明】
７ 光検知部 ７ａ Ｐ型半導体基板 ７ｂ Ｎ型半導体基板 ７ｂ−１ 円形部 ７ｂ−２ 突起部 ８ 信号処理部 ９ 結合電極 １３ 補助Ｎ型半導体領域

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 半導体基板（７）上に複数のＰＮ接合部
    （１０）を形成し、該半導体基板（７）に入射した光を
    光電変換し、該光に応じた信号を該光の入射した位置に
    対応したＰＮ接合部（１０）より取り出す光検知装置に
    おいて、 前記複数のＰＮ接合部（１０）のうち前記複数のＰＮ接
    合部（１０）により生じる不感エリアに隣接したＰＮ接
    合部（１０）に一体的に該不感エリアの方向に突出した
    突出部（７ｂ−２）を形成することを特徴とする光検知
    装置。
  2. 【請求項２】 半導体基板（７）上に複数のＰＮ接合部
    （１０）を形成し、該半導体基板（７）に入射した光を
    光電変換し、該光に応じた信号を該光の入射した位置に
    対応したＰＮ接合部（１０）より取り出す光検知装置に
    おいて、 前記複数のＰＮ整合部（１０）により生じる不感エリア
    に、該不感エリアに隣接した前記ＰＮ接合部（１０）に
    接続されたＰＮ接合部（１５）を形成することを特徴と
    する光検知装置。
JP3304862A 1991-11-20 1991-11-20 光検知装置 Expired - Fee Related JP2711038B2 (ja)

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