JPH07105521B2 - 放射線感応半導体装置 - Google Patents
放射線感応半導体装置Info
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- JPH07105521B2 JPH07105521B2 JP61119001A JP11900186A JPH07105521B2 JP H07105521 B2 JPH07105521 B2 JP H07105521B2 JP 61119001 A JP61119001 A JP 61119001A JP 11900186 A JP11900186 A JP 11900186A JP H07105521 B2 JPH07105521 B2 JP H07105521B2
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Description
【発明の詳細な説明】 本発明は、半導体本体の隣接部分と相俟って整流接合を
形成するとともに入射放射線により生ずる電流を流出す
る電気接点を有する少なくとも２個の放射線感応ダイオ
ードが設けられた放射線感応半導体本体の主表面に入射
する放射線ビームの位置を決定あるいは制御する半導体
装置に関するものである。
形成するとともに入射放射線により生ずる電流を流出す
る電気接点を有する少なくとも２個の放射線感応ダイオ
ードが設けられた放射線感応半導体本体の主表面に入射
する放射線ビームの位置を決定あるいは制御する半導体
装置に関するものである。
ここに云う放射線ビームの位置とは、放射線ビームの平
衡位置を意味するものとする。又、「平衡」とは、単位
時間当たり入射する光子の数が或る点の両側で同一とな
る点をいう。対称ビームに対してはこの点はビームの軸
線と一致する。
衡位置を意味するものとする。又、「平衡」とは、単位
時間当たり入射する光子の数が或る点の両側で同一とな
る点をいう。対称ビームに対してはこの点はビームの軸
線と一致する。
上述した種類の放射線感応半導体装置を、例えば画像表
示用光電回路配置及び光ビーム（或いは他の種類の放射
線のビーム）をトラッキング若しくは位置決め用の回路
配置に使用することができる。上述した装置は放射線検
出以外では、特に200乃至1100nmの波長範囲や例えば軟
Ｘ線放射における分光分析の分野で用いられ、更に上述
した装置は素粒子線（例えば、電子、α粒子或いは高エ
ネルギー粒子）の検出に使用することもできる。斯かる
半導体装置を例えば曲げ強度試験後の位置決定用測定装
置または自動組立ラインに使用することもできる。
示用光電回路配置及び光ビーム（或いは他の種類の放射
線のビーム）をトラッキング若しくは位置決め用の回路
配置に使用することができる。上述した装置は放射線検
出以外では、特に200乃至1100nmの波長範囲や例えば軟
Ｘ線放射における分光分析の分野で用いられ、更に上述
した装置は素粒子線（例えば、電子、α粒子或いは高エ
ネルギー粒子）の検出に使用することもできる。斯かる
半導体装置を例えば曲げ強度試験後の位置決定用測定装
置または自動組立ラインに使用することもできる。
さらに本発明は半導体装置を配置した合焦誤差検出装置
および斯かる合焦誤差検出装置を配設した、記録担体の
放射線記録表面の情報の読取り兼書込み装置にも関する
ものである。
および斯かる合焦誤差検出装置を配設した、記録担体の
放射線記録表面の情報の読取り兼書込み装置にも関する
ものである。
上述した種類の半導体装置は、特開昭57-48275（1982年
２月１日に出願公開されたオランダ国特許出願第800390
6号）公報に開示されている。この出願明細書には第１
放射線反射表面と、対物レンズ系の第２合焦表面（例え
ばコンパクトディスク装置或いはビデオディスク装置）
との間のずれを検出する合焦誤差検出装置が記載されて
おり、この装置においていわゆる４個組ダイオードを使
用している。
２月１日に出願公開されたオランダ国特許出願第800390
6号）公報に開示されている。この出願明細書には第１
放射線反射表面と、対物レンズ系の第２合焦表面（例え
ばコンパクトディスク装置或いはビデオディスク装置）
との間のずれを検出する合焦誤差検出装置が記載されて
おり、この装置においていわゆる４個組ダイオードを使
用している。
この４個組ダイオードは、極めて高速に動作し、遷移曲
線の勾配が急であり、その装着の際に放射線ビームがダ
イオードの４つの象限部分間の半導体表面に正確に合焦
されて投射されるようにこのダイオードを装着する必要
がある。必要とする許容誤差（４個組ダイオードの相対
距離は約５μｍである）に収める場合に、関連する調整
を伴う装着工程は困難且つ時間のかかるものとなる。
線の勾配が急であり、その装着の際に放射線ビームがダ
イオードの４つの象限部分間の半導体表面に正確に合焦
されて投射されるようにこのダイオードを装着する必要
がある。必要とする許容誤差（４個組ダイオードの相対
距離は約５μｍである）に収める場合に、関連する調整
を伴う装着工程は困難且つ時間のかかるものとなる。
同様の問題が合焦誤差検出装置を装着する場合にも生じ
る。この合焦誤差検出装置において、相互に細条により
分離される複数の検出器を具えるビーム分割素子を、放
射線反射表面で反射されたビームの通路に配置し、ビー
ム分割素子により形成されたサブビームが分離した細条
に入射するようにする。この場合にサブビームにより検
出器表面に形成された放射線スポットの中心は、分離細
条を相互に鋭角に離間させることにより、分離細条に正
確な合焦でもって入射することを確保することができ
る。検出表面は機械的に偏倚させて、正確な初期調整を
得ることができる。さらに詳細な内容については、特開
昭58-208946（オランダ国特許出願第8202058号）公報に
記載されている。しかし、この機械的な調整は時間及び
／又は温度と共に変化し、その後でも検出器表面の入念
な調整を新規に且つしばしば行う必要がある。
る。この合焦誤差検出装置において、相互に細条により
分離される複数の検出器を具えるビーム分割素子を、放
射線反射表面で反射されたビームの通路に配置し、ビー
ム分割素子により形成されたサブビームが分離した細条
に入射するようにする。この場合にサブビームにより検
出器表面に形成された放射線スポットの中心は、分離細
条を相互に鋭角に離間させることにより、分離細条に正
確な合焦でもって入射することを確保することができ
る。検出表面は機械的に偏倚させて、正確な初期調整を
得ることができる。さらに詳細な内容については、特開
昭58-208946（オランダ国特許出願第8202058号）公報に
記載されている。しかし、この機械的な調整は時間及び
／又は温度と共に変化し、その後でも検出器表面の入念
な調整を新規に且つしばしば行う必要がある。
本発明の目的は、零位調整を著しく簡単に行い得る特に
斯かる合焦検出装置に使用することができる上述した種
類の半導体装置を提供せんとするにある。さらに斯かる
半導体装置は、前記の用途以外に適用するために設計
し、使用することができる。
斯かる合焦検出装置に使用することができる上述した種
類の半導体装置を提供せんとするにある。さらに斯かる
半導体装置は、前記の用途以外に適用するために設計
し、使用することができる。
本発明は、半導体本体の隣接部分と相俟って整流接合を
形成するとともに入射放射線により生ずる電流を流出す
る電気接点を有する少なくとも２個の放射線感応ダイオ
ードが設けられた放射線感応半導体本体の主表面に入射
する放射線ビームの位置を決定あるいは制御する半導体
装置において、少なくとも動作状態では高オーム抵抗領
域の形態の電流チャンネルを前記放射線感応ダイオード
の間に配置し、さらに前記半導体装置には調整回路を設
け、この調整回路により前記放射線感応ダイオードと関
連する整流接合を、前記ダイオードの間の主表面に放射
線ビームが投射される位置とは無関係に前記２個のダイ
オードを経て発生する電流がほぼ同一となるような、相
対差でバイアスし得るようにしたことを特徴とする。
形成するとともに入射放射線により生ずる電流を流出す
る電気接点を有する少なくとも２個の放射線感応ダイオ
ードが設けられた放射線感応半導体本体の主表面に入射
する放射線ビームの位置を決定あるいは制御する半導体
装置において、少なくとも動作状態では高オーム抵抗領
域の形態の電流チャンネルを前記放射線感応ダイオード
の間に配置し、さらに前記半導体装置には調整回路を設
け、この調整回路により前記放射線感応ダイオードと関
連する整流接合を、前記ダイオードの間の主表面に放射
線ビームが投射される位置とは無関係に前記２個のダイ
オードを経て発生する電流がほぼ同一となるような、相
対差でバイアスし得るようにしたことを特徴とする。
本発明は、斯かる半導体装置において、ダイオードを流
れる差電流を利用することにより、電子機械式または電
子式零位調整を行うことができ、従って合焦検出装置に
おいて、この調整を機械式調整（移動および固定）の代
わりに用いることができると云う認識に基づいている。
したがって、装着をさほど正確にしなくとも十分であ
り、それにもかかわらず満足すべき高周波作動を維持す
ることができる。前記零位調整は、例えば、可変抵抗に
より或いは電位差計回路を経て行う。この場合には電子
回路において、発生した光電流の変動も考慮する。
れる差電流を利用することにより、電子機械式または電
子式零位調整を行うことができ、従って合焦検出装置に
おいて、この調整を機械式調整（移動および固定）の代
わりに用いることができると云う認識に基づいている。
したがって、装着をさほど正確にしなくとも十分であ
り、それにもかかわらず満足すべき高周波作動を維持す
ることができる。前記零位調整は、例えば、可変抵抗に
より或いは電位差計回路を経て行う。この場合には電子
回路において、発生した光電流の変動も考慮する。
平衡零位調整を、ダイオードから同一距離の個所で行う
必要はなく、１つまたは両ダイオードのバイアス電圧を
それらの接続路に沿って変更させることにより、平衡零
位調整を偏倚させることができる。
必要はなく、１つまたは両ダイオードのバイアス電圧を
それらの接続路に沿って変更させることにより、平衡零
位調整を偏倚させることができる。
半導体装置を含む調整装置によって、最小誤差信号を除
外した入射放射線ビームの平衡が零位調整或いは校正調
整と同時におこなえるように、入射放射線の位置を調整
する。
外した入射放射線ビームの平衡が零位調整或いは校正調
整と同時におこなえるように、入射放射線の位置を調整
する。
前記ダイオードを、調整半導体材料と相俟ってショット
キー接合を形成する金属領域とする。しかし、これらダ
イオードを、半導体本体の隣接部分と相俟ってpn接合を
形成する半導体領域により形成するのが好適である。
キー接合を形成する金属領域とする。しかし、これらダ
イオードを、半導体本体の隣接部分と相俟ってpn接合を
形成する半導体領域により形成するのが好適である。
ダイオードにより検出された光電流を、所望により、さ
らに信号処理を施すため、直接記録する。しかし、零位
調整のための調整回路がダイオード電流に関係する出力
信号を発生するようにするのが好適である。
らに信号処理を施すため、直接記録する。しかし、零位
調整のための調整回路がダイオード電流に関係する出力
信号を発生するようにするのが好適である。
図面につき本発明を説明する。
図は線図的なものであり、各部の寸法は実際のものに比
例するものではなく、断面図においては図面を明瞭とす
る為に、特に厚さ方向において拡大して示す。また同一
導電型の半導体区域には、一般に同一方向の斜線を付
し、種々の例において対応する部分には、一般に同一符
号を付す。
例するものではなく、断面図においては図面を明瞭とす
る為に、特に厚さ方向において拡大して示す。また同一
導電型の半導体区域には、一般に同一方向の斜線を付
し、種々の例において対応する部分には、一般に同一符
号を付す。
第１図には本発明の半導体装置の一部分をその断面にて
示す。この半導体装置は珪素より成る半導体本体１を有
する。この半導体本体１は低オーム抵抗の基板２を有
し、この基板２上にエピタキシル層３が約10μｍの厚さ
および20〜200Ω・cm程度の固有抵抗率で設ける。半導
体本体１には、整流接合5,5′を有する放射線感応ダイ
オードを、ほぼ平坦な表面４に設ける。この目的のため
に、半導体本体１の表面４にｐ型半導体領域６を設け、
これら半導体領域６がエヒタキシャル層３と相俟って整
流接合５（この例においてpn接合）を形成するように
し、さらにこれら半導体領域６間に位置する表面領域11
はエピタキシャル層の隣接部分と相俟って整流接合５′
を形成するようにする。
示す。この半導体装置は珪素より成る半導体本体１を有
する。この半導体本体１は低オーム抵抗の基板２を有
し、この基板２上にエピタキシル層３が約10μｍの厚さ
および20〜200Ω・cm程度の固有抵抗率で設ける。半導
体本体１には、整流接合5,5′を有する放射線感応ダイ
オードを、ほぼ平坦な表面４に設ける。この目的のため
に、半導体本体１の表面４にｐ型半導体領域６を設け、
これら半導体領域６がエヒタキシャル層３と相俟って整
流接合５（この例においてpn接合）を形成するように
し、さらにこれら半導体領域６間に位置する表面領域11
はエピタキシャル層の隣接部分と相俟って整流接合５′
を形成するようにする。
半導体本体１の表面４にはさらに酸化珪素或いは、例え
ば窒化珪素を有する酸化珪素より成る不活性化反射防止
層７を被覆する。この層７に導電接点９（9A,9B）に対
する接合窓８を設ける。半導体本体の下側では基板２に
金属化接点10を接触させる。
ば窒化珪素を有する酸化珪素より成る不活性化反射防止
層７を被覆する。この層７に導電接点９（9A,9B）に対
する接合窓８を設ける。半導体本体の下側では基板２に
金属化接点10を接触させる。
接点９および10に印加する電圧によってpn接合5,5′を
逆バイアスすることができる。これによりエピタキシャ
ル層３およびこれに関連する半導体領域6,11における各
pn接合5,5′に第１図に破線で示す空乏領域を形成す
る。このエピタキシャル層３内に延在する空乏領域を12
で示す。斯かる空乏領域12内に分布する電界の方向を矢
印13で示す。高オーム抵抗層（11）を低い不純物濃度で
ドーピングして、ダイオードに十分高いバイアス電圧が
印加されると、破線で示す空乏領域の境界がほぼ表面ま
で延在することができるようにする。したがって半導体
領域6Aおよび6Bの間の電位差により導かれる電流I0は広
い範囲にわたり調整自在であり、一つのダイオードから
他のダイオードへの“パンチ・スルー”により徐々に
（少ない）電流に推移する。しかし、この電流I0値が極
めて低くなると、この装置の高周波特性が良好でなくな
る。その理由は、電荷キャリヤの移動度が、その大部分
絶縁体層７の界面で決まるからである。
逆バイアスすることができる。これによりエピタキシャ
ル層３およびこれに関連する半導体領域6,11における各
pn接合5,5′に第１図に破線で示す空乏領域を形成す
る。このエピタキシャル層３内に延在する空乏領域を12
で示す。斯かる空乏領域12内に分布する電界の方向を矢
印13で示す。高オーム抵抗層（11）を低い不純物濃度で
ドーピングして、ダイオードに十分高いバイアス電圧が
印加されると、破線で示す空乏領域の境界がほぼ表面ま
で延在することができるようにする。したがって半導体
領域6Aおよび6Bの間の電位差により導かれる電流I0は広
い範囲にわたり調整自在であり、一つのダイオードから
他のダイオードへの“パンチ・スルー”により徐々に
（少ない）電流に推移する。しかし、この電流I0値が極
めて低くなると、この装置の高周波特性が良好でなくな
る。その理由は、電荷キャリヤの移動度が、その大部分
絶縁体層７の界面で決まるからである。
高オーム抵抗表面領域11は、例えばイオン注入により行
い、半導体領域6A及び6Bの間の半導体材料のドーピング
を補償することによって得ることができる。高オーム表
面層11を形成する線量（ドーズ）もまた絶縁体層７に存
在する固定電荷により影響される。
い、半導体領域6A及び6Bの間の半導体材料のドーピング
を補償することによって得ることができる。高オーム表
面層11を形成する線量（ドーズ）もまた絶縁体層７に存
在する固定電荷により影響される。
しかし、高オーム抵抗表面層11は、ゲート電極によても
得ることができる。このゲート電極は、入射放射線に対
し透明であり、これにバイアス電圧を印加すると半導体
領域6A及び6Bの間の電位差により電流I0がこれら領域間
に流れるようになる。またゲート電極及びイオン注入を
組合わせて使用することも可能である。
得ることができる。このゲート電極は、入射放射線に対
し透明であり、これにバイアス電圧を印加すると半導体
領域6A及び6Bの間の電位差により電流I0がこれら領域間
に流れるようになる。またゲート電極及びイオン注入を
組合わせて使用することも可能である。
光ビーム或いは放射線ビームが半導体本体１の表面に入
射し、このビームのエネルギーが十分に高い（少なくと
も半導体材料の禁止帯のバンドギャップに等しい）場合
には、半導体本体にさらに電荷キャリヤ（ホール及び電
子）を発生する。発生した電荷キャリヤは、空乏領域で
そこに分布する電界により散逸され、pn接合５を通過し
て光電流の一部となる。
射し、このビームのエネルギーが十分に高い（少なくと
も半導体材料の禁止帯のバンドギャップに等しい）場合
には、半導体本体にさらに電荷キャリヤ（ホール及び電
子）を発生する。発生した電荷キャリヤは、空乏領域で
そこに分布する電界により散逸され、pn接合５を通過し
て光電流の一部となる。
放射線ビームの一部が半導体領域６のほぼ中間に入射す
る（第１図におけるビームｂ）場合、空乏領域、主に領
域14の一部分にさらに電荷キャリヤが発生し，これら電
荷キャリヤは光電流Ｉの一部となる。この例において、
光電流Ｉは半導体本体下側の金属化接点10から流れ、領
域14の部分で２方向のほぼ等しい分割（サブ）電流IAお
よびIBとなり、このサブ電流は高オーム抵抗領域11を通
って半導体領域６に、即ち接点9A及び9Bにながれる。高
オーム抵抗領域11は、放射線ビームｂの直径の数倍（例
えば６倍）の幅とする。
る（第１図におけるビームｂ）場合、空乏領域、主に領
域14の一部分にさらに電荷キャリヤが発生し，これら電
荷キャリヤは光電流Ｉの一部となる。この例において、
光電流Ｉは半導体本体下側の金属化接点10から流れ、領
域14の部分で２方向のほぼ等しい分割（サブ）電流IAお
よびIBとなり、このサブ電流は高オーム抵抗領域11を通
って半導体領域６に、即ち接点9A及び9Bにながれる。高
オーム抵抗領域11は、放射線ビームｂの直径の数倍（例
えば６倍）の幅とする。
実際のところこの幅は、光学系の許容誤差に一般に依存
し、この幅を適宜選択して、放射線ビームがこの装置に
最適に集束される際にビーム直径の範囲と同程度になる
ようにする。他方において、この幅は、高周波特性及び
放射線感応半導体装置の緩和曲線の急峻さと関連して可
能な限り小さく選定するのが好適である。
し、この幅を適宜選択して、放射線ビームがこの装置に
最適に集束される際にビーム直径の範囲と同程度になる
ようにする。他方において、この幅は、高周波特性及び
放射線感応半導体装置の緩和曲線の急峻さと関連して可
能な限り小さく選定するのが好適である。
第１図に同様に示す放射線ビームｂ′の一部は半導体領
域６の中間の表面４に入射しない場合を示している。半
導体領域14′に主に発生した電荷キャリヤは光電流Ｉ′
を発生し、この光電流が領域14′からサブ電流Ｉ′Ａ及
びＩ′Ｂに分流する。電流Ｉ′Ａの一部となる電荷キャ
リヤ（この場合ホール）は、領域14′が半導体領域6Bか
らの距離より半導体領域6Aからの距離の方が短いため、
電流Ｉ′Ｂの一部となる電荷キャリヤより抵抗が小さ
い。したがって、電流Ｉ′は電流Ｉ′ＡとＩ′Ｂとに不
均等に分流し、即ちＩ′Ａ＞Ｉ′Ｂとなる。
域６の中間の表面４に入射しない場合を示している。半
導体領域14′に主に発生した電荷キャリヤは光電流Ｉ′
を発生し、この光電流が領域14′からサブ電流Ｉ′Ａ及
びＩ′Ｂに分流する。電流Ｉ′Ａの一部となる電荷キャ
リヤ（この場合ホール）は、領域14′が半導体領域6Bか
らの距離より半導体領域6Aからの距離の方が短いため、
電流Ｉ′Ｂの一部となる電荷キャリヤより抵抗が小さ
い。したがって、電流Ｉ′は電流Ｉ′ＡとＩ′Ｂとに不
均等に分流し、即ちＩ′Ａ＞Ｉ′Ｂとなる。
本発明において、この電圧は、（この例において）領域
6Aに印加される電圧より負のバイアス電圧が領域に供給
されるように接点9A及び9Bに印加する。これにより本例
では高オーム抵抗表面領域11に補償電流I0を発生し、こ
の電流は、すでに説明した例えばフィードバック増幅回
路のようなフードバック機構により調整されて、電流
Ｉ′Ａは有効に小さくなると共に電流Ｉ′Bは有効に大
きくなる。Ｉ′Ａ−I0＝Ｉ′Ｂ＋I0となると、接点9A及
び9Bに流れる電流はほぼ等しくなり、ビームｂ′が領域
6A及び6Bの中間に位置するのは明らかである。
6Aに印加される電圧より負のバイアス電圧が領域に供給
されるように接点9A及び9Bに印加する。これにより本例
では高オーム抵抗表面領域11に補償電流I0を発生し、こ
の電流は、すでに説明した例えばフィードバック増幅回
路のようなフードバック機構により調整されて、電流
Ｉ′Ａは有効に小さくなると共に電流Ｉ′Bは有効に大
きくなる。Ｉ′Ａ−I0＝Ｉ′Ｂ＋I0となると、接点9A及
び9Bに流れる電流はほぼ等しくなり、ビームｂ′が領域
6A及び6Bの中間に位置するのは明らかである。
領域6,11の寸法は、既述のとおりその態様に応じて異な
る。しかし、接点9A,9Bが比較的スペースがあいてお
り、動作時においては放射線ビームｂが、これら接点間
にほとんどが入射することとなる。
る。しかし、接点9A,9Bが比較的スペースがあいてお
り、動作時においては放射線ビームｂが、これら接点間
にほとんどが入射することとなる。
全体を組立てた後に斯かる半導体装置を関連するフィー
ドバック機構と相俟って光学系に装着する場合には、接
点9A,9Bに電位差を印加することにより領域6A及び6Bの
中間にビームｂを有効に入射させることができる。した
がって、斯かる装置に設けられた集束系、検出系、また
は他の光学系は、単なる機械式調整よりも一般に迅速且
つ簡単な電子式または電子機械式零位調整を行うことが
できる。
ドバック機構と相俟って光学系に装着する場合には、接
点9A,9Bに電位差を印加することにより領域6A及び6Bの
中間にビームｂを有効に入射させることができる。した
がって、斯かる装置に設けられた集束系、検出系、また
は他の光学系は、単なる機械式調整よりも一般に迅速且
つ簡単な電子式または電子機械式零位調整を行うことが
できる。
上述した点に関して、接点9A,9Bに印加される電圧（こ
の例において負電圧）が変化すると、空乏領域12の形状
が僅かではあるが変化することがある。しかし、このよ
うに変化するもこの装置の適正なる作動には殆ど影響を
与えない。その理由は、例えば上述の高オーム抵抗表面
領域11を流れる電流により光電流成分の差を上述したよ
うに補償するからである。高オーム抵抗表面領域11はそ
の平面図で見て種々の形状を有しており、この形状を例
えば円または楕円とすることができる。第２図にて、放
射線ビームが表面４に投射するその投射位置に無関係に
上記零位調整がおこなわれることを線図的に示す。電流
IA及びIBを演算増幅器15A,15Bの２つの入力側に供給
し、供給された電流はフィードバック抵抗16A,16Bを経
て帰還される。演算増幅器15A,15Bの他の２つの入力端
子を相互接続し、さらにこれらを例えば接地点にも接続
する。
の例において負電圧）が変化すると、空乏領域12の形状
が僅かではあるが変化することがある。しかし、このよ
うに変化するもこの装置の適正なる作動には殆ど影響を
与えない。その理由は、例えば上述の高オーム抵抗表面
領域11を流れる電流により光電流成分の差を上述したよ
うに補償するからである。高オーム抵抗表面領域11はそ
の平面図で見て種々の形状を有しており、この形状を例
えば円または楕円とすることができる。第２図にて、放
射線ビームが表面４に投射するその投射位置に無関係に
上記零位調整がおこなわれることを線図的に示す。電流
IA及びIBを演算増幅器15A,15Bの２つの入力側に供給
し、供給された電流はフィードバック抵抗16A,16Bを経
て帰還される。演算増幅器15A,15Bの他の２つの入力端
子を相互接続し、さらにこれらを例えば接地点にも接続
する。
可変分圧器17の可動接点18を全光電流Ｉから補助回路を
経て取出される電圧点と接続し、この可変分圧器17によ
り演算増幅器15A及び15Bの入力側19A及び19Bの間に電位
差を印加し得るようにする。光電流IA及びIBにおける電
流変動を光電流自体と同様に、増幅後演算増幅器15A及
び15Bの出力端子20A及び20Bで測定する。
経て取出される電圧点と接続し、この可変分圧器17によ
り演算増幅器15A及び15Bの入力側19A及び19Bの間に電位
差を印加し得るようにする。光電流IA及びIBにおける電
流変動を光電流自体と同様に、増幅後演算増幅器15A及
び15Bの出力端子20A及び20Bで測定する。
オプトエレクトロニク装置において、斯かる半導体装置
の最終調整は、このオプトエレクトロニク装置が組立て
られ、例えば対物レンズ系の焦点を正確に調整した後に
行われる。つぎに、入射ビームの位置を、光電流IA及び
IBの差を測定することにより計測することができる。こ
の測定に関して，半導体領域6Aおよび6Bの間の電圧差を
分圧器17により調整して、（校正位置において）電流IA
が電流IBに等しくなるようにする。したがってビームｂ
が領域6A及び6B間の中間に入射していることは明らかで
ある。半導体領域6A及び6Bの電位差を維持する場合に
は、出力端子20A及び20Bの間で測定された電流の差を、
前記校正位置に対する放射線ビームの入射位置の変位と
判断することができる。これがため、、信号（IA-IB）
を制御信号として使用することができる。変位ΔＩは、
校正位置に対するビームｂの入射位置の所定の変位に相
当する。
の最終調整は、このオプトエレクトロニク装置が組立て
られ、例えば対物レンズ系の焦点を正確に調整した後に
行われる。つぎに、入射ビームの位置を、光電流IA及び
IBの差を測定することにより計測することができる。こ
の測定に関して，半導体領域6Aおよび6Bの間の電圧差を
分圧器17により調整して、（校正位置において）電流IA
が電流IBに等しくなるようにする。したがってビームｂ
が領域6A及び6B間の中間に入射していることは明らかで
ある。半導体領域6A及び6Bの電位差を維持する場合に
は、出力端子20A及び20Bの間で測定された電流の差を、
前記校正位置に対する放射線ビームの入射位置の変位と
判断することができる。これがため、、信号（IA-IB）
を制御信号として使用することができる。変位ΔＩは、
校正位置に対するビームｂの入射位置の所定の変位に相
当する。
上述した所から、広い許容誤差でもって装着し得、校正
を電気的或いは電子的にほぼ全体にわたり行うことがで
きる制御系を得ることができる。もちろんここで線図的
に示す可変分圧器17及びフィードバック演算増幅器の代
わりに他の回路を使用することもできる。全光電流Ｉ
を、第２図に示すように直接並びに演算増幅器15及びフ
ィードバック抵抗16を具える演算増幅回路により測定す
ることができる。
を電気的或いは電子的にほぼ全体にわたり行うことがで
きる制御系を得ることができる。もちろんここで線図的
に示す可変分圧器17及びフィードバック演算増幅器の代
わりに他の回路を使用することもできる。全光電流Ｉ
を、第２図に示すように直接並びに演算増幅器15及びフ
ィードバック抵抗16を具える演算増幅回路により測定す
ることができる。
第３及び第４図に示す本発明による半導体装置は、半導
体本体１を具え、全光電流Ｉを４個のサブ電流IA,IB,
IC,IDに分流する。ビームｂが第３図に示すように半導
体領域６の中間に入射する場合には、接点9A,9B,9C,9D
を流れる光電流はほぼ等しくなる。光学系の最後の調整
後に組立時の不整合により、例えばビームがｂ′に入射
するような場合（第３図）は、上述のところと同様にし
て調整することができる。
体本体１を具え、全光電流Ｉを４個のサブ電流IA,IB,
IC,IDに分流する。ビームｂが第３図に示すように半導
体領域６の中間に入射する場合には、接点9A,9B,9C,9D
を流れる光電流はほぼ等しくなる。光学系の最後の調整
後に組立時の不整合により、例えばビームがｂ′に入射
するような場合（第３図）は、上述のところと同様にし
て調整することができる。
第５図にて調整のため接点9A,9B,9C,9Dから発生するサ
ブ光電流IA,IB,IC,IDを、第２図に示す回路とほぼ等し
い２個のサブ回路を具える制御回路に再び供給すること
を示す。この例において分圧器17により、半導体領域
6A,6B,6C及び6D夫々に印加する電圧を相対的に変化させ
て、放射線ビームがｂ′に入射する場合の電流IA,IB,
IC,IDがほぼ等しくなるようにする。
ブ光電流IA,IB,IC,IDを、第２図に示す回路とほぼ等し
い２個のサブ回路を具える制御回路に再び供給すること
を示す。この例において分圧器17により、半導体領域
6A,6B,6C及び6D夫々に印加する電圧を相対的に変化させ
て、放射線ビームがｂ′に入射する場合の電流IA,IB,
IC,IDがほぼ等しくなるようにする。
この校正の後、入射ビームの位置がこのビーム位置ｂ′
より僅かに変化すると、出力電流IA,IB,IC及びIDに差が
生じる。したがって、これら出力電流を入射ビームの位
置を制御する制御系に供給する。この制御は、４個組
（quadrant）ダイオードについて記載した論文「オプテ
ィカルビデオ ディスク ウィズ アンデュレーティン
グ トラック」（定期刊行物「アプライドオプティック
ス」第17巻第13号（1978年７月１日号）の第2022〜2028
頁）と同様に行う。
より僅かに変化すると、出力電流IA,IB,IC及びIDに差が
生じる。したがって、これら出力電流を入射ビームの位
置を制御する制御系に供給する。この制御は、４個組
（quadrant）ダイオードについて記載した論文「オプテ
ィカルビデオ ディスク ウィズ アンデュレーティン
グ トラック」（定期刊行物「アプライドオプティック
ス」第17巻第13号（1978年７月１日号）の第2022〜2028
頁）と同様に行う。
第3,4図に示す半導体装置は、半導体領域6A,6B,6C及び6
Dの近くに、これら領域全体を囲む半導体領域6Eを具え
る。この領域6Eと関連するpn接合5Eは、関連する空乏領
域12Eがエピタキシャル層３及び領域6A,6B,6C,6D及び11
の間のpn接合と関連する空乏領域12と接触するように電
圧源により遮断状態とする。領域6E及び領域6A-Dの間の
電圧差は許容し得る。その理由は、中間領域において、
高オーム抵抗表面層11の形成に影響を与えるような手段
を講じないからである。かように構成することによっ
て、領域6A,6B,6C,6D,11に入射しない光により発生され
る電荷キャリヤ及び寄生的に発生される電荷キャリヤ
は、pn接合5Eを流れる電流（例えば結晶の端部から発生
する電流）にのみ寄与するだけであり従って分散によ
り、半導体領域6A,6B,6C,6Dのpn接合５の１つを流れる
光電子流に寄生的に寄与し得ないようにする。
Dの近くに、これら領域全体を囲む半導体領域6Eを具え
る。この領域6Eと関連するpn接合5Eは、関連する空乏領
域12Eがエピタキシャル層３及び領域6A,6B,6C,6D及び11
の間のpn接合と関連する空乏領域12と接触するように電
圧源により遮断状態とする。領域6E及び領域6A-Dの間の
電圧差は許容し得る。その理由は、中間領域において、
高オーム抵抗表面層11の形成に影響を与えるような手段
を講じないからである。かように構成することによっ
て、領域6A,6B,6C,6D,11に入射しない光により発生され
る電荷キャリヤ及び寄生的に発生される電荷キャリヤ
は、pn接合5Eを流れる電流（例えば結晶の端部から発生
する電流）にのみ寄与するだけであり従って分散によ
り、半導体領域6A,6B,6C,6Dのpn接合５の１つを流れる
光電子流に寄生的に寄与し得ないようにする。
第3,4図に示す種類の半導体装置を半導体技術で一般的
に知られる技術により製造することができる。出発材料
はｎ型珪素基板２とし、この基板上にｎ型エピタキシャ
ル層を成長させる。表面領域６は、例えばｐ型不純物を
イオン注入し、その後に拡散工程或いはアニーリング工
程を行うことにより得る。表面領域６は拡散により直接
設けることもできる。
に知られる技術により製造することができる。出発材料
はｎ型珪素基板２とし、この基板上にｎ型エピタキシャ
ル層を成長させる。表面領域６は、例えばｐ型不純物を
イオン注入し、その後に拡散工程或いはアニーリング工
程を行うことにより得る。表面領域６は拡散により直接
設けることもできる。
２次元的に位置決めする第3,4図の半導体装置により満
足すべき結果を得ることができるが、伝送特性を完全に
直線とすることはできない。良好な直線性は第6,7,8図
に示す半導体装置により得られる。この半導体装置で
は、２組のｎ型の半導体領域58に高オーム抵抗領域57を
介在させて半導体領域６間の接続部に対し直角をなす方
向においてｐ型領域6,11と同一の機能を呈するようにす
る。これにより上述のように領域7,11にホールを集め、
ｎ型領域57,58によって半導体本体に発生した電子に対
し最小の電位を形成し得るようにする。
足すべき結果を得ることができるが、伝送特性を完全に
直線とすることはできない。良好な直線性は第6,7,8図
に示す半導体装置により得られる。この半導体装置で
は、２組のｎ型の半導体領域58に高オーム抵抗領域57を
介在させて半導体領域６間の接続部に対し直角をなす方
向においてｐ型領域6,11と同一の機能を呈するようにす
る。これにより上述のように領域7,11にホールを集め、
ｎ型領域57,58によって半導体本体に発生した電子に対
し最小の電位を形成し得るようにする。
この半導体装置はp-型或いはπ型基板２を具え、この基
板にn-型或いはν型エピタキシャル層を成長させる。こ
のエピタキシャル成長の前に埋込み層57,58を画成し、
半導体領域58を選択的にイオン注入により強くドープす
る。これらｎ型半導体領域58を高ドープn+領域59を経て
金属層9C,9Dに接続させる。さらに、この半導体装置は
その表面４に第１及び２図について記載した所と同様の
構体を有する。金属層9A,9B,9C,9Dを、上述した種類の
調整回路の入力端子19A,19B,19C,19Dに接続し、この回
路は線図的に示すデータ処理装置40の一部を形成する。
したがって、ビーム位置を校正する２次元系を得る。こ
の２次元系では、一方の座標の調整を主にホール電流に
より行い、他方の座標の調整を主に電子流により行う。
また、平面図でみた領域57,58は図示の形状に限定され
ず種々の形状とすることができる。
板にn-型或いはν型エピタキシャル層を成長させる。こ
のエピタキシャル成長の前に埋込み層57,58を画成し、
半導体領域58を選択的にイオン注入により強くドープす
る。これらｎ型半導体領域58を高ドープn+領域59を経て
金属層9C,9Dに接続させる。さらに、この半導体装置は
その表面４に第１及び２図について記載した所と同様の
構体を有する。金属層9A,9B,9C,9Dを、上述した種類の
調整回路の入力端子19A,19B,19C,19Dに接続し、この回
路は線図的に示すデータ処理装置40の一部を形成する。
したがって、ビーム位置を校正する２次元系を得る。こ
の２次元系では、一方の座標の調整を主にホール電流に
より行い、他方の座標の調整を主に電子流により行う。
また、平面図でみた領域57,58は図示の形状に限定され
ず種々の形状とすることができる。
また基板２をｎ型とし、領域57,58を十分強くドープし
て、電子のポテンシャル井戸を発生させることができ
る。
て、電子のポテンシャル井戸を発生させることができ
る。
データ処理装置40にサブ電流を再び加えて、全光電流を
決定し、一方、この装置40は出力60に例えばビームｂを
制御するか又は他の適用のための信号を供給する。
決定し、一方、この装置40は出力60に例えばビームｂを
制御するか又は他の適用のための信号を供給する。
本発明の半導体装置を、例えば第９図に示す種類の焦点
検出系に使用することができる。第９図はディスク円盤
形記録担体21の半径方向断面の一部を示している。放射
線を反射する情報構体は、記録担体の上側に設けられて
おり、情報トラック22に沿って配置された多数の情報区
域（図示せず）より構成される。情報構体は放射線源2
3、例えば半導体ダイオードレーザにより発生される読
取りビームｂにより走査される。レンズ24は発散するビ
ームを対物レンズ系25の瞳に十分適合するような断面の
平行ビームに変える。次にこの対物レンズ系25は情報構
体上に最小寸法の放射線スポットＶを形成する。
検出系に使用することができる。第９図はディスク円盤
形記録担体21の半径方向断面の一部を示している。放射
線を反射する情報構体は、記録担体の上側に設けられて
おり、情報トラック22に沿って配置された多数の情報区
域（図示せず）より構成される。情報構体は放射線源2
3、例えば半導体ダイオードレーザにより発生される読
取りビームｂにより走査される。レンズ24は発散するビ
ームを対物レンズ系25の瞳に十分適合するような断面の
平行ビームに変える。次にこの対物レンズ系25は情報構
体上に最小寸法の放射線スポットＶを形成する。
読取りビームは情報構体で反射され、記録担体が読取り
ビームに相対的に動くにつれ、反射されたビームは記録
担体に記録されている情報に応じて時間と共に変調され
る。この変調ビームを放射線源から放出されたビームと
分離するために、放射線源と対物レンズ系との間にビー
ム分割プリズム26を配設する。このビーム分割プリズム
26は２個のプリズム要素27及び28を具え、両者間にビー
ム分割層29を設けるようにすることができる。ビーム分
割プリズム26の入射表面及び出射表面に夫々符号30及び
31を付す。ビーム分割層29は半透明層とすることができ
る。読取り装置での放射線損失を小さくするため、偏光
感応ビーム分離層を用いることもできる。この場合に対
物レンズ系とプリズム26との間に1/4波長板32（ただ
し、この波長は読取りビームｂの波長である）を配設す
る必要がある。このビーム分割プリズムを読取りビーム
が２回通過し、この読取りビームの偏光面を全部で90°
回転させる。したがって、放射線源により放出されたビ
ームをプリズムでほとんど完全に透過させ、変調ビーム
を放射線感応検出装置33に向けほぼ完全に反射し、この
検出装置33は記録担体に記憶された情報に応じて変調さ
れた信号を発生する。
ビームに相対的に動くにつれ、反射されたビームは記録
担体に記録されている情報に応じて時間と共に変調され
る。この変調ビームを放射線源から放出されたビームと
分離するために、放射線源と対物レンズ系との間にビー
ム分割プリズム26を配設する。このビーム分割プリズム
26は２個のプリズム要素27及び28を具え、両者間にビー
ム分割層29を設けるようにすることができる。ビーム分
割プリズム26の入射表面及び出射表面に夫々符号30及び
31を付す。ビーム分割層29は半透明層とすることができ
る。読取り装置での放射線損失を小さくするため、偏光
感応ビーム分離層を用いることもできる。この場合に対
物レンズ系とプリズム26との間に1/4波長板32（ただ
し、この波長は読取りビームｂの波長である）を配設す
る必要がある。このビーム分割プリズムを読取りビーム
が２回通過し、この読取りビームの偏光面を全部で90°
回転させる。したがって、放射線源により放出されたビ
ームをプリズムでほとんど完全に透過させ、変調ビーム
を放射線感応検出装置33に向けほぼ完全に反射し、この
検出装置33は記録担体に記憶された情報に応じて変調さ
れた信号を発生する。
対物レンズ系の焦点面と情報構体の表面との間のずれの
大きさ及び方向を示す合焦誤差信号を発生させるため
に、ビーム分割プリズム26の出射面31に屋根形プリズム
34を設け、放射線感応検出装置33を、例えば第１及び２
図につき示した２個の放射線感応装置で構成する。これ
ら２個の放射線感応装置を第11図に符号36及び37を付
し、この図につき合焦誤差検出の原理について説明す
る。この第11図は第９図のXI-XI線に沿う半導体装置の
拡大図であり、電圧を調整して外見上の零位調整を得る
補助電子手段を線図的に示している。
大きさ及び方向を示す合焦誤差信号を発生させるため
に、ビーム分割プリズム26の出射面31に屋根形プリズム
34を設け、放射線感応検出装置33を、例えば第１及び２
図につき示した２個の放射線感応装置で構成する。これ
ら２個の放射線感応装置を第11図に符号36及び37を付
し、この図につき合焦誤差検出の原理について説明す
る。この第11図は第９図のXI-XI線に沿う半導体装置の
拡大図であり、電圧を調整して外見上の零位調整を得る
補助電子手段を線図的に示している。
ビーム分割プリズム34の屈折縁35は第９図に00′で示し
た読取り装置の光軸に平行に配置することができる。し
かし、第９図に示すように、屋根形プリズムは、その屈
折縁35が光軸00′に直角となるように配列するのが好適
である。従って実際にはトラッキング誤差信号を検出信
号からも取出すことができる。
た読取り装置の光軸に平行に配置することができる。し
かし、第９図に示すように、屋根形プリズムは、その屈
折縁35が光軸00′に直角となるように配列するのが好適
である。従って実際にはトラッキング誤差信号を検出信
号からも取出すことができる。
屋根形プリズムはビームｂを放射線感応装置（検出装
置）36及び37に夫々入射する２個のサブビームb1及びb2
に分割する。
置）36及び37に夫々入射する２個のサブビームb1及びb2
に分割する。
第９及び11図に示す配置において、読取りビームが正確
に情報構体の表面に合焦している状態を示している。読
取り装置を適宜設計して、反射ビームの合焦が、第1,2
図に示すものと同様な構体を有する検出装置36,37の半
導体装置１の表面２に反射ビームが合焦するようにす
る。この反射ビームが正確に合焦している場合には、検
出装置36及び37の（第11図に実線）半導体領域6A及び6B
の間並びに半導体領域6C及び6Dの間に夫々配設される高
オーム抵抗領域11及び11′にサブビームb1及びb2が夫々
対称的に入射する。
に情報構体の表面に合焦している状態を示している。読
取り装置を適宜設計して、反射ビームの合焦が、第1,2
図に示すものと同様な構体を有する検出装置36,37の半
導体装置１の表面２に反射ビームが合焦するようにす
る。この反射ビームが正確に合焦している場合には、検
出装置36及び37の（第11図に実線）半導体領域6A及び6B
の間並びに半導体領域6C及び6Dの間に夫々配設される高
オーム抵抗領域11及び11′にサブビームb1及びb2が夫々
対称的に入射する。
合焦誤差がある場合には、関連する検出器に対するサブ
ビームb1及びb2のエネルギー分布が変化し、これは検出
器に対しサブビームにより発生される放射線スポットV1
及びV2のずれとして現れる。放射線源から放出された読
取りビームが情報構体の表面の上方で合焦される場合に
は、ビームb1およびb2が内側にずれて、半導体領域6A及
び6Dは、半導体領域6B及び6Cより少ない量の放射線エネ
ルギーを受け取る（実線ａ′参照）。逆に、放射線源か
ら放出された読取りビームが情報構体の表面の下方で合
焦される場合には、ビームb1及びb2が外側にずれ、半導
体領域6B及び6Cは半導体領域6A,6Dより少ない放射線エ
ネルギーを受ける（第11図実線ａ″参照）。
ビームb1及びb2のエネルギー分布が変化し、これは検出
器に対しサブビームにより発生される放射線スポットV1
及びV2のずれとして現れる。放射線源から放出された読
取りビームが情報構体の表面の上方で合焦される場合に
は、ビームb1およびb2が内側にずれて、半導体領域6A及
び6Dは、半導体領域6B及び6Cより少ない量の放射線エネ
ルギーを受け取る（実線ａ′参照）。逆に、放射線源か
ら放出された読取りビームが情報構体の表面の下方で合
焦される場合には、ビームb1及びb2が外側にずれ、半導
体領域6B及び6Cは半導体領域6A,6Dより少ない放射線エ
ネルギーを受ける（第11図実線ａ″参照）。
読取りビームが正確に合焦している場合には、放射線ス
ポットV1及びV2が、半導体領域6A及び6Bの間並びに半導
体領域6B及び6Cの間にできる。また、組立後に任意の光
電流の差を補償して、光学系の零位調整が正確に行われ
得るようにするため、さらに第11図に示す回路配置には
前述の実施例につき説明した所と同様に作動する電子制
御回路を複数個具える。
ポットV1及びV2が、半導体領域6A及び6Bの間並びに半導
体領域6B及び6Cの間にできる。また、組立後に任意の光
電流の差を補償して、光学系の零位調整が正確に行われ
得るようにするため、さらに第11図に示す回路配置には
前述の実施例につき説明した所と同様に作動する電子制
御回路を複数個具える。
前記零位調整を行った後、演算増幅器15から発生する信
号を信号処理のため使用することができる。このため、
半導体領域6A及び6Bを通って流れる光電流の大きさを示
す（第10,11図に示す）信号47及び48を第１加算器50に
供給し、信号46および49を第２加算器51に供給する。こ
れら加算器を経た信号を差動増幅器52に供給すると、合
焦誤差信号Sfを得ることができる。また、加算器50及び
51の出力端子に入力端子を接続した第３加算器53により
情報信号Siが得られる。
号を信号処理のため使用することができる。このため、
半導体領域6A及び6Bを通って流れる光電流の大きさを示
す（第10,11図に示す）信号47及び48を第１加算器50に
供給し、信号46および49を第２加算器51に供給する。こ
れら加算器を経た信号を差動増幅器52に供給すると、合
焦誤差信号Sfを得ることができる。また、加算器50及び
51の出力端子に入力端子を接続した第３加算器53により
情報信号Siが得られる。
第９図に示すように、屋根形プリズム34の屈折縁35を光
軸00′に対し直角に配設し、放射線スポットV1及びV
2を、トラック方向に直交する方向に相対的に変位させ
る。この場合に、読取るべきトラックの中心に対し読取
りスポットＶの位置を指示するトラッキング信号を、演
算増幅器15（第11図参照）から発生する信号46,47,48及
び49から取り出すことができる。このトラッキング信号
Srは第10図に示すように、信号46及び47を加算器54に供
給し、信号48および49を加算器55に供給し、これら加算
器からの信号を差動増幅器56に供給することにより、得
ることができる。これがため、トラッキング信号Srは、 Sr=(S46+S47)-(S48+S49) となる。
軸00′に対し直角に配設し、放射線スポットV1及びV
2を、トラック方向に直交する方向に相対的に変位させ
る。この場合に、読取るべきトラックの中心に対し読取
りスポットＶの位置を指示するトラッキング信号を、演
算増幅器15（第11図参照）から発生する信号46,47,48及
び49から取り出すことができる。このトラッキング信号
Srは第10図に示すように、信号46及び47を加算器54に供
給し、信号48および49を加算器55に供給し、これら加算
器からの信号を差動増幅器56に供給することにより、得
ることができる。これがため、トラッキング信号Srは、 Sr=(S46+S47)-(S48+S49) となる。
第9,10図に示す回路配置をトラッキング信号Srの発生に
使用しない場合には、半導体装置における領域6Bを第12
図に示すように領域6Cと一致させることもできる。これ
がため、合焦誤差信号Sfは、 Sf=(S41+S43)-S4 となる。
使用しない場合には、半導体装置における領域6Bを第12
図に示すように領域6Cと一致させることもできる。これ
がため、合焦誤差信号Sfは、 Sf=(S41+S43)-S4 となる。
以上、光学読取り装置に使用する場合につき合焦検出系
を説明したが、これをその他に書込み装置または書込み
兼読取り装置に使用することもできる。この書込み装置
は前述の読取り装置と同様の構造とする。例えば金属層
内に窪みを形成することにより情報を記録する場合は、
読取りの場合よりも多くのエネルギーを必要とし、また
書込みビームを書込むべき情報に応じて時間と共に変調
する必要がある。書込み装置における放射線源として、
He-Neレーザのようなガスレーザを利用することができ
る。この場合には、電子光学変調器或いは音響光学変調
器のような変調器を書込みビームの通路内に設ける必要
がある。またガスレーザの代わりにダイオードレーザを
使用することもできる。この場合、書込みビームはダイ
オードレーザを流れる電流を変えることにより変調さ
れ、従って別個に変調器を必要としない。
を説明したが、これをその他に書込み装置または書込み
兼読取り装置に使用することもできる。この書込み装置
は前述の読取り装置と同様の構造とする。例えば金属層
内に窪みを形成することにより情報を記録する場合は、
読取りの場合よりも多くのエネルギーを必要とし、また
書込みビームを書込むべき情報に応じて時間と共に変調
する必要がある。書込み装置における放射線源として、
He-Neレーザのようなガスレーザを利用することができ
る。この場合には、電子光学変調器或いは音響光学変調
器のような変調器を書込みビームの通路内に設ける必要
がある。またガスレーザの代わりにダイオードレーザを
使用することもできる。この場合、書込みビームはダイ
オードレーザを流れる電流を変えることにより変調さ
れ、従って別個に変調器を必要としない。
第１及び２図に示す半導体装置は、例えば機械的検査
（曲げ強度測定、ひずみ測定等）のような小さなずれを
測定するために使用することもできる。
（曲げ強度測定、ひずみ測定等）のような小さなずれを
測定するために使用することもできる。
前述のドーピングによる方法以外にも高オーム抵抗層11
を形成することができる。第13及び14図は本発明の半導
体装置の断面図及び平面図を夫々示し、この半導体装置
の動作状態において、高オーム抵抗層11はゲート電極80
により形成し、この電極は入射放射線に対し少なくとも
部分的に透明とする。このゲート電極80は例えば酸化珪
素より成る絶縁層７上に配設する。また絶縁層７は前述
の例と同様に反射防止層としても作用する。このゲート
電極に適宜電圧を印加して、作動状態において電圧差を
領域6A及び6Bに与える場合にこれら領域に電流が流れる
ことができるようにする。この電圧差は領域6A及び6B間
の接続線の校正点の位置を順次に決定する。これら領域
の相対的な距離が例えば14μｍである場合に、校正点を
約６μｍにわたって電気的に変位させることができる。
を形成することができる。第13及び14図は本発明の半導
体装置の断面図及び平面図を夫々示し、この半導体装置
の動作状態において、高オーム抵抗層11はゲート電極80
により形成し、この電極は入射放射線に対し少なくとも
部分的に透明とする。このゲート電極80は例えば酸化珪
素より成る絶縁層７上に配設する。また絶縁層７は前述
の例と同様に反射防止層としても作用する。このゲート
電極に適宜電圧を印加して、作動状態において電圧差を
領域6A及び6Bに与える場合にこれら領域に電流が流れる
ことができるようにする。この電圧差は領域6A及び6B間
の接続線の校正点の位置を順次に決定する。これら領域
の相対的な距離が例えば14μｍである場合に、校正点を
約６μｍにわたって電気的に変位させることができる。
しかし、殆どの場合には、高オーム抵抗層11を隣接層３
の導電型とは逆の導電型にする必要がない。原則とし
て、高オーム抵抗層11の正味の電荷キャリヤ濃度を十分
小さくして、半導体領域の間またはダイオード6A及び6B
の間にある一定の「パンチスルー」が生じ得るようにす
る。
の導電型とは逆の導電型にする必要がない。原則とし
て、高オーム抵抗層11の正味の電荷キャリヤ濃度を十分
小さくして、半導体領域の間またはダイオード6A及び6B
の間にある一定の「パンチスルー」が生じ得るようにす
る。
半導体本体において、半導体領域の導電型を逆極性にす
ると同時に調整系における電圧を適合させる。第11図の
回路配置において、放射線感応装置36,37を１つの半導
体本体に形成し、その後、例えばエッチングにより溝を
形成し、必要に応じその溝に絶縁材料を充満して、前記
放射線感応装置を相互に電気的に絶縁する。
ると同時に調整系における電圧を適合させる。第11図の
回路配置において、放射線感応装置36,37を１つの半導
体本体に形成し、その後、例えばエッチングにより溝を
形成し、必要に応じその溝に絶縁材料を充満して、前記
放射線感応装置を相互に電気的に絶縁する。
さらに、珪素以外に半導体材料として、例えばゲルマニ
ウム或いはガリウム砒素のようなIII-V族化合物を使用
することができる。半導体領域６の代わりに空乏領域12
を、半導体層３にショットキー接点を形成する金属領域
により形成する。この場合金属領域は放射線に対し透明
とする必要があることは明らかである。このため金属領
域を例えばアンチモンをドープした酸化スズまたは（ｐ
型或いはｎ型の）スズをドープした酸化インジウムから
形成する。
ウム或いはガリウム砒素のようなIII-V族化合物を使用
することができる。半導体領域６の代わりに空乏領域12
を、半導体層３にショットキー接点を形成する金属領域
により形成する。この場合金属領域は放射線に対し透明
とする必要があることは明らかである。このため金属領
域を例えばアンチモンをドープした酸化スズまたは（ｐ
型或いはｎ型の）スズをドープした酸化インジウムから
形成する。
エピタキシャル層３に半導体領域６を設けるかわりに、
これら領域を直接基板に設けることもできる。この場合
に基板材料の抵抗率を例えば10Ω・cmとする。さらに、
高オーム抵抗領域は表面４と必ずしも接触させる必要が
なく、基板の一部によりこれから離間するようにするこ
とができる。さらに調整回路は、放射線感応装置（及び
任意の補助電子装置）を配置した本体と同一の半導体本
体に良好に形成することができる。以上述べた合焦誤差
検出装置は、光学情報構体またはその合焦を行う必要の
ある表面の特定の特性を利用するものではない。この表
面は放射線を反射するだけで必要且つ十分である。これ
がため、合焦誤差検出装置を種々の装置に使用すること
ができる。例えば顕微鏡のような極めて正確に合焦を行
う必要がある装置に使用することができる。
これら領域を直接基板に設けることもできる。この場合
に基板材料の抵抗率を例えば10Ω・cmとする。さらに、
高オーム抵抗領域は表面４と必ずしも接触させる必要が
なく、基板の一部によりこれから離間するようにするこ
とができる。さらに調整回路は、放射線感応装置（及び
任意の補助電子装置）を配置した本体と同一の半導体本
体に良好に形成することができる。以上述べた合焦誤差
検出装置は、光学情報構体またはその合焦を行う必要の
ある表面の特定の特性を利用するものではない。この表
面は放射線を反射するだけで必要且つ十分である。これ
がため、合焦誤差検出装置を種々の装置に使用すること
ができる。例えば顕微鏡のような極めて正確に合焦を行
う必要がある装置に使用することができる。
第１図は本発明の基本概念を説明する半導体装置の一部
分を示す断面図、 第２図は調整回路を含む本発明の半導体装置を線図的に
示す回路図、 第３及び４図は他の半導体装置を示す平面図及び第３図
のIV-IV線上の断面図、 第５図は第３及び４図の半導体装置に調整回路を含めて
示す回路図、 第６図は本発明のさらに他の半導体装置を示す線図的平
面図、 第７図は第６図に示す半導体装置のVII-VII線上の断面
図、 第８図は第６図に示す半導体装置のVIII-VIII線上の断
面図、 第９図は本発明の合焦検出装置を設けた装置の実施例を
示す略図、 第10図は関連するデータ処理回路を示す回路図、 第11図は第９図の装置に使用される半導体装置の好適実
施例を示すブロック回路図、 第12図は第11図の半導体装置の変形例を示すブロック回
路図、 第13図は本発明の半導体装置の他の実施例を示す断面
図、 第14図は第13図に示す半導体装置の平面図である。 １……半導体本体、２……基板 ３……エピタキシャル層、５……pn接合 ６……半導体領域、７……絶縁体層 ８……接点窓、９……導電接点 10……金属化接点、11……高オーム抵抗表面層 12……空乏領域、15……演算増幅器 16……フィードバック抵抗 17……可変分圧器、18……可動接点 21……記録担体、22……情報トラック 23……放射線源、24……レンズ 25……対物レンズ系、26……ビーム分割プリズム 32……1/4波長板、33……放射線感応検出装置 34……屋根形プリズム、35,37……放射線検出装置 40……データ処理装置、57……オーム抵抗領域 58……ｐ型半導体領域、59……高ドープ領域 80……ゲート電極
分を示す断面図、 第２図は調整回路を含む本発明の半導体装置を線図的に
示す回路図、 第３及び４図は他の半導体装置を示す平面図及び第３図
のIV-IV線上の断面図、 第５図は第３及び４図の半導体装置に調整回路を含めて
示す回路図、 第６図は本発明のさらに他の半導体装置を示す線図的平
面図、 第７図は第６図に示す半導体装置のVII-VII線上の断面
図、 第８図は第６図に示す半導体装置のVIII-VIII線上の断
面図、 第９図は本発明の合焦検出装置を設けた装置の実施例を
示す略図、 第10図は関連するデータ処理回路を示す回路図、 第11図は第９図の装置に使用される半導体装置の好適実
施例を示すブロック回路図、 第12図は第11図の半導体装置の変形例を示すブロック回
路図、 第13図は本発明の半導体装置の他の実施例を示す断面
図、 第14図は第13図に示す半導体装置の平面図である。 １……半導体本体、２……基板 ３……エピタキシャル層、５……pn接合 ６……半導体領域、７……絶縁体層 ８……接点窓、９……導電接点 10……金属化接点、11……高オーム抵抗表面層 12……空乏領域、15……演算増幅器 16……フィードバック抵抗 17……可変分圧器、18……可動接点 21……記録担体、22……情報トラック 23……放射線源、24……レンズ 25……対物レンズ系、26……ビーム分割プリズム 32……1/4波長板、33……放射線感応検出装置 34……屋根形プリズム、35,37……放射線検出装置 40……データ処理装置、57……オーム抵抗領域 58……ｐ型半導体領域、59……高ドープ領域 80……ゲート電極
Claims (14)
- 【請求項１】半導体本体（１）の隣接部分（３）と相俟
って整流接合（５）を形成する領域（６）を半導体本体
の表面（４）に含むとともに入射放射線により生ずる電
流を流出する電気接点（9A,9B）を有する少なくとも２
個の放射線感応ダイオードが設けられた放射線感応半導
体本体（１）の主表面（４）に入射する放射線ビーム
（b,b′）の位置を決定あるいは制御する半導体装置に
おいて、前記領域（６）と交差するとともに少なくとも
動作状態では一方の領域（６）から他方の領域に電流を
流すチャネルを形成する高オーム抵抗領域（11）を、前
記放射線感応ダイオードの間に配置し、さらに前記半導
体装置には調整回路（15,16,17,18,19,20）を設け、こ
の調整回路により前記放射線感応ダイオードと関連する
整流接合を、前記ダイオードの間の主表面（４）に放射
線ビームが投射される位置とは無関係に前記２個のダイ
オードを経て発生する電流がほぼ同一となるような、相
対差でバイアスし得るようにしたことを特徴とする放射
線感応半導体装置。 - 【請求項２】前記放射線感応ダイオードを半導体本体
（１）の隣接部分（３）と相俟ってpn接合（５）を形成
する第１導電型の少なくとも２個の半導体領域（6A,
6B）により構成するようにしたことを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載の放射線感応半導体装置。 - 【請求項３】前記高オーム抵抗領域（11）は、第１導電
型とすると共に半導体本体（１）の隣接部分（３）と相
俟ってpn接合（５′）を形成するようにしたことを特徴
とする特許請求の範囲第１項または第２項記載の放射線
感応半導体装置。 - 【請求項４】前記高オーム抵抗領域（11）を、絶縁層
（７）上に配置され且つ適切な電圧が印加されるゲート
電極（80）により形成するようにしたことを特徴とする
特許請求の範囲第１項乃至第３項の何れか一項に記載の
放射線感応半導体装置。 - 【請求項５】前記放射線感応ダイオードの相対距離を放
射線ビーム（b,b′）の幅の数倍となるようにしたこと
を特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第４項の何れか
一項に記載の放射線感応半導体装置。 - 【請求項６】前記半導体本体（１）には、さらに第１導
電型とは反対の第２導電型の、入射放射線により発生さ
れた電流を散逸する電気接点（9C,9D）を有する少なく
とも２個の半導体領域（58）を設け、高オーム抵抗領域
（57）を第２導電型の半導体領域（58）の間にも設け、
また前記半導体装置には調整回路（40）を配設し、この
調整回路により第２導電型の半導体領域（58）を、放射
線ビーム（b,b′）が主表面（４）に投射される位置と
は無関係に第２導電型の半導体領域（58）を経て発生す
る電流がほぼ同一となるような相対的な差でバイアスし
得るようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第１項
乃至第５項の何れか一項記載の放射線感応半導体装置。 - 【請求項７】前記調整回路（40）は半導体領域（6,58）
を流れる電流に関する出力信号（60）を供給するように
したことを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第６項
に記載の放射線感応半導体装置。 - 【請求項８】放射線が入射する区域で、第１導電型の半
導体領域（６）の間の高オーム抵抗領域（11）が第２導
電型の半導体領域（58）の間の高オーム抵抗領域（57）
に直角となるようにしたことを特徴とする特許請求の範
囲第６項記載の放射線感応半導体装置。 - 【請求項９】第２導電型の半導体領域（58）及び高オー
ム抵抗領域（57）は隣接半導体本体（１）の少なくとも
一部分（２）と相俟ってpn接合を形成するようにしたこ
とを特徴とする特許請求の範囲第６項記載の放射線感応
半導体装置。 - 【請求項１０】光学系において放射線反射素子及び対物
レンズ系（25）の合焦表面の間のずれを検出する光電子
式合焦誤差検出装置は、半導体本体（１）の隣接部分
（３）と相俟って整流接合（５）を形成する領域（６）
を半導体本体の表面（４）に含むとともに入射放射線に
より生ずる電流を流出する電気接点（9A,9B）を有する
少なくとも２個の放射線感応ダイオードが設けられた放
射線感応半導体本体（１）の主表面（４）に入射する放
射線ビーム（b,b′）の位置を決定あるいは制御する半
導体装置であって、前記領域（６）と交差するとともに
少なくとも動作状態では一方の領域（６）から他方の領
域に電流を流すチャネルを形成する高オーム抵抗領域
（11）を、前記放射線感応ダイオードの間に配置し、さ
らに前記半導体装置には調整回路（15,16,17,18,19,2
0）を設け、この調整回路により前記放射線感応ダイオ
ードと関連する整流接合を、前記ダイオードの間の主表
面（４）に放射線ビームが投射される位置とは無関係に
前記２個のダイオードを経て発生する電流がほぼ同一と
なるような、相対差でバイアスし得るようにした放射線
感応半導体装置を具えるようにしたことを特徴とする合
焦誤差検出装置。 - 【請求項１１】放射線通路のビーム分割素子（26）によ
り形成され、放射線反射素子により反射される２つのサ
ブビーム（b1,b2）を、第１導電型の半導体領域（6A,6B
および6C,6D）の間に配設された第１導電型の２個の高
オーム抵抗領域（11,11′）に投射するようにし、前記
調整回路の出力端子（46,47,48,49）を電子回路（50,5
1,52）の入力端子に接続し、合焦誤差（Sf）を前記電子
回路（50,51,52）から出力される信号から取出すように
したことを特徴とする特許請求の範囲第10項記載の合焦
誤差検出装置。 - 【請求項１２】第１導電型の少なくとも１個の半導体領
域（6A,6B）を第１導電型の２個の隣接する高オーム抵
抗領域（11,11′）に対し共通とするようにしたことを
特徴とする特許請求の範囲第11項記載の合焦誤差検出装
置。 - 【請求項１３】記録担体（21）の放射線反射表面（22）
の情報を読取りおよび／または書込む装置は、半導体本
体（１）の隣接部分（３）と相俟って整流接合（５）を
形成する領域（６）を半導体本体の表面（４）に含むと
ともに入射放射線により生ずる電流を流出する電気接点
（9A,9B）を有する少なくとも２個の放射線感応ダイオ
ードが設けられた放射線感応半導体本体（１）の主表面
（４）に入射する放射線ビーム（b,b′）の位置を決定
あるいは制御する半導体装置であって、前記領域（６）
と交差するとともに少なくとも動作状態では一方の領域
（６）から他方の領域に電流を流すチャネルを形成する
高オーム抵抗領域（11）を、前記放射線感応ダイオード
の間に配置し、さらに前記半導体装置には調整回路（1
5,16,17,18,19,20）を設け、この調整回路により前記放
射線感応ダイオードと関連する整流接合を、前記ダイオ
ードの間の主表面（４）に放射線ビームが投射される位
置とは無関係に前記２個のダイオードを経て発生する電
流がほぼ同一となるような、相対差でバイアスし得るよ
うにした放射線感応半導体装置を具えるようにしたこと
を特徴とする読取りおよび／または書込み装置。 - 【請求項１４】放射線感応ダイオード及び調整回路（1
5,16,17,18,19,20）を同一半導体本体に形成するように
したことを特徴とする特許請求の範囲第13項記載の読取
りおよび／または書込み装置。
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