JPH07113529B2 - Semiconductor position detector - Google Patents
Semiconductor position detectorInfo
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- JPH07113529B2 JPH07113529B2 JP26212886A JP26212886A JPH07113529B2 JP H07113529 B2 JPH07113529 B2 JP H07113529B2 JP 26212886 A JP26212886 A JP 26212886A JP 26212886 A JP26212886 A JP 26212886A JP H07113529 B2 JPH07113529 B2 JP H07113529B2
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、光の入射位置の情報を出力することができる
半導体入射位置検出素子に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a semiconductor incident position detecting element capable of outputting information on the incident position of light.
（従来の技術） 第５図は、従来の一般的な１次元半導体位置検出素子の
断面構造を示す図である。(Prior Art) FIG. 5 is a view showing a sectional structure of a conventional general one-dimensional semiconductor position detecting element.
Ｎ形の基板56表面にP+形の拡散層による抵抗層55が形成
されている。A resistance layer 55 is formed on the surface of the N-type substrate 56 by a P + -type diffusion layer.
抵抗層56の両端には第１アノード51、第２アノード52が
接続されている。A first anode 51 and a second anode 52 are connected to both ends of the resistance layer 56.
Ｎ形の基板56の裏面中心部にカソード53が接続されてい
る。The cathode 53 is connected to the center of the back surface of the N-type substrate 56.
基板56内に光が入射したとき、光により電子，正孔対が
発生する。When light enters the substrate 56, the light generates electron-hole pairs.
抵抗層55がP+形であるからこの光の入射した拡散層は非
平衡状態となり、電子はカソードへと吸収されるため、
正孔が入射光近傍へ集まり、拡散により両アノード51,5
2へと流れる。Since the resistance layer 55 is of P + type , the diffusion layer on which this light is incident is in a non-equilibrium state, and electrons are absorbed by the cathode.
Holes gather near the incident light and diffuse to both anodes 51,5.
Flows to 2.
この時のアノード51,52へと流れる電流I1,I2は両アノー
ド間の抵抗比で決まり、（１）式のようになる。The currents I 1 and I 2 flowing to the anodes 51 and 52 at this time are determined by the resistance ratio between the anodes, and are as shown in equation (1).
I1＝I0（１−x/d） I2＝I0（x/d） ……（１） ただし d:アノード間の距離 x:第１のアノードから入射点までの距離 （発明が解決しようとする問題点） 前述した半導体位置検出素子においては、第１のアノー
ド51と第２のアノード52間は拡散層（抵抗層）55で接続
されている。I 1 = I 0 (1-x / d) I 2 = I 0 (x / d) (1) where d: distance between the anodes x: distance from the first anode to the incident point (the invention is solved Problems to be Aimed) In the semiconductor position detecting element described above, the first anode 51 and the second anode 52 are connected by the diffusion layer (resistive layer) 55.
したがって、両アノード間の電圧を等しくしなければ、
両アノード間の電位差に基づく，検出信号以外の電流が
流れることになる。Therefore, if the voltage between both anodes is not equal,
A current other than the detection signal will flow based on the potential difference between both anodes.
この半導体位置検出素子を検出回路と接続して使用する
とき、前記抵抗層の抵抗値により検出回路の入力インピ
ーダンスが決まるので、検出回路の入力インピーダンス
を小さく取らねばならないため雑音特性を悪くする欠点
を有していた。When this semiconductor position detecting element is used by connecting it to a detection circuit, the input impedance of the detection circuit is determined by the resistance value of the resistance layer. Had.
前記半導体位置検出素子をカメラのオートフォーカスに
使用する場合、アノード電極の電圧を一定とするため、
定電圧回路が必要となる。When the semiconductor position detecting element is used for autofocus of a camera, in order to make the voltage of the anode electrode constant,
A constant voltage circuit is required.
さらに、外光電流（信号光以外の入射光による電流）が
大きな場合、検出感度に限界が生じる欠点を有してい
た。Further, when the external light current (current due to incident light other than the signal light) is large, there is a drawback that detection sensitivity is limited.
外光電流が４μＡ程度で約0.3PAの雑音電流が発生す
る。A noise current of about 0.3 PA occurs when the external light current is about 4 μA.
本発明の目的は、両アノード間の抵抗値を極めて大きく
することができ、前述した問題を解決することができる
半導体位置検出素子を提供することにある。An object of the present invention is to provide a semiconductor position detecting element that can make the resistance value between both anodes extremely large and can solve the above-mentioned problems.
（問題点を解決するための手段） 前記目的を達成するために、本発明による半導体位置検
出素子は、 第１の導電形の基板と、 前記基板の表面の一端から櫛歯状に形成された第２の導
電形の第１の抵抗層と、 前記基板の表面の他端から歯が前記第１の抵抗層に交互
に配置されるように櫛歯状に形成された第２の導電形の
第２の抵抗層と、 前記第１および第２の抵抗層の基部にそれぞれ接続され
た第１および第２のアノードと、 前記基板に設けられたカソードからなり、 隣接する第１および第２の抵抗層の櫛歯を橋絡するよう
に入射した光のスポットによって前記基板内で発生した
電子または正孔が前記抵抗層を介して前記第１および第
２のアノードに分流し、正孔または電子が前記カソード
に流れることにより、前記分流した電子または正孔にも
とづいて入射位置を検出するように構成されている。(Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, a semiconductor position detecting element according to the present invention is formed of a first conductivity type substrate and one end of the surface of the substrate in a comb shape. A first resistance layer of a second conductivity type and a second resistance type of a second conductivity type formed in a comb-teeth shape so that teeth are alternately arranged on the first resistance layer from the other end of the surface of the substrate. A second resistance layer, first and second anodes respectively connected to the bases of the first and second resistance layers, and a cathode provided on the substrate. Electrons or holes generated in the substrate by a spot of light incident so as to bridge the comb teeth of the resistance layer are shunted to the first and second anodes via the resistance layer, and holes or electrons are generated. Flow into the cathode, the separated electrons or positive It is configured to detect the incident position based on the hole.
前記基板はＮ形とし、前記抵抗層はP+形とすることがで
きる。The substrate may be N-type and the resistive layer may be P + -type .
前記第１の抵抗層と第２の抵抗層の歯の間の領域の幅は
デバイ特性長以内とすることができる。The width of the region between the teeth of the first resistance layer and the second resistance layer may be within the Debye characteristic length.
（実施例） 以下、図面等を参照して本発明をさらに詳しく説明す
る。(Example) Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
第１図は、本発明による半導体位置検出素子の実施例を
示す平面図である。FIG. 1 is a plan view showing an embodiment of a semiconductor position detecting element according to the present invention.
第２図は、前記実施例素子の短手方向の断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view in the lateral direction of the example element.
Ｎ形の基板１の表面に第１の抵抗層の歯２−1,2−２〜
２−ｎ、第２の抵抗層の歯３−1,3−２〜３−ｎがP+形
の拡散で形成されている。The teeth of the first resistance layer 2-1, 2-2 to the surface of the N-type substrate 1
2-n, the teeth 3-1 and 3-2 to 3-n of the second resistance layer are formed by P + -type diffusion.
各抵抗層の歯の基部はそれぞれ同じ形の抵抗層で接続さ
れ、第１のアノード端子6,第２のアノード端子７が接続
されている。The bases of the teeth of each resistance layer are connected by resistance layers of the same shape, and the first anode terminal 6 and the second anode terminal 7 are connected.
第１図および第２図は表現を容易にするために抵抗層の
歯の幅と間隔を他の部分に比較して誇張して示してあ
る。1 and 2 show the tooth widths and intervals of the resistance layer in an exaggerated manner in comparison with the other portions for easy expression.
この実施例では抵抗層の歯の幅と間隔を20μｍとしてあ
る。In this embodiment, the width and spacing of the resistance layer teeth are 20 μm.
Ｎ形の基板１の裏面には、カソード４が接続されてい
る。A cathode 4 is connected to the back surface of the N-type substrate 1.
第３図は、前記素子の動作を説明するための拡大断面図
である。FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view for explaining the operation of the device.
抵抗層の歯の間隔ｌ（この実施例では20μｍ）は、デバ
イ特性長以内とする。The tooth spacing l (20 μm in this embodiment) of the resistance layer is within the Debye characteristic length.
デバイ特性長とは、非平衡キャリアの濃度が1/eになる
距離をいう。The Debye characteristic length is a distance at which the concentration of non-equilibrium carriers becomes 1 / e.
ホトンの入射により電子と正孔の対が発生し、ホールは
カソードに、電子は抵抗層の歯の３−ｊと２−ｊに到達
し、それぞれ第２のアノード７および第１のアノード６
に到達する。The incidence of photons generates electron-hole pairs, the holes reach the cathode, and the electrons reach the teeth 3-j and 2-j of the resistance layer, and the second anode 7 and the first anode 6 respectively.
To reach.
第４図は、前記半導体位置検出素子の動作を説明するた
めの等価回路図である。FIG. 4 is an equivalent circuit diagram for explaining the operation of the semiconductor position detecting element.
D1,D2は、入射光により、その入射位置に形成されたダ
イオード、r1,r2は、抵抗層の抵抗値である。D 1 and D 2 are diodes formed at the incident position by incident light, and r 1 and r 2 are resistance values of the resistance layer.
光束の入射領域が多数の抵抗層の歯にわたるような大き
な光スポットが入射すると、ここで発生した電子は同様
に各抵抗層に分配される。When a large light spot in which the light beam incident region extends over the teeth of many resistance layers is incident, the electrons generated here are similarly distributed to each resistance layer.
分配された電子による光電流は抵抗層を通して各電極へ
流れることになり、したがって従来と同一の効果を上げ
ることができる。The photocurrent due to the distributed electrons flows to each electrode through the resistance layer, so that the same effect as in the conventional case can be obtained.
各電極への分配を等しくするためには抵抗層の歯の間を
空乏層で満たしておくことが特性上好ましく、電極間の
距離は基板濃度により決定されるデバイ特性長以内とす
る。In order to equalize the distribution to the electrodes, it is preferable that the depletion layers fill the spaces between the teeth of the resistance layer, and the distance between the electrodes is within the Debye characteristic length determined by the substrate concentration.
（発明の効果） 以上詳しく説明したように、本発明による半導体位置検
出素子は、第１の導電形の基板と、前記基板の表面の一
端から櫛歯状に形成された第２の導電形の第１の抵抗層
と、前記基板の表面の他端から歯が前記第１の抵抗層に
交互に配置さるように櫛歯状に形成された第２の導電形
の第２の抵抗層と、前記第１および第２の抵抗層の基部
にそれぞれ接続された第１および第２のアノードと、前
記基板に設けられたカソードからなり、 隣接する第１および第２の抵抗層の櫛歯を橋絡するよう
に入射した光のスポットによって前記基板内で発生した
電子または正孔が前記抵抗層を介して前記第１および第
２のアノードに分流し、正孔または電子が前記カソード
に流れることにより、前記分流した電子または正孔にも
とづいて入射位置を検出するように構成されている。(Effects of the Invention) As described in detail above, the semiconductor position detecting element according to the present invention has a first conductivity type substrate and a second conductivity type substrate formed in a comb shape from one end of the surface of the substrate. A first resistance layer, and a second resistance layer of a second conductivity type formed in a comb-teeth shape so that teeth are alternately arranged on the first resistance layer from the other end of the surface of the substrate, The first and second anodes are respectively connected to the bases of the first and second resistance layers, and the cathode is provided on the substrate, and the comb teeth of the adjacent first and second resistance layers are bridged. Electrons or holes generated in the substrate due to the incident spot of light are shunted to the first and second anodes through the resistance layer, and holes or electrons flow to the cathode. , Incident position based on the shunted electrons or holes It is configured to detect.
前記構成によれば、半導体位置検出素子のインピーダン
スは従来のものに比較して、４〜５桁程度高くすること
ができる。According to the above configuration, the impedance of the semiconductor position detecting element can be increased by about 4 to 5 digits as compared with the conventional impedance.
したがって、定電圧回路はまったく必要なくなり、従来
のホトダイオードと同一の取扱いが可能となる。Therefore, the constant voltage circuit is not needed at all, and the same handling as the conventional photodiode can be performed.
また、雑音についてもホトダイオードと同程度が期待さ
れる。Moreover, the noise is expected to be about the same as that of the photodiode.
第１図は、本発明による半導体位置検出素子の実施例を
示す平面図である。 第２図は、前記実施例素子の短手方向の断面図である。 第３図は、前記素子の動作を説明するための拡大断面図
である。 第４図は、前記半導体位置検出素子の動作を説明するた
めの等価回路図である。 第５図は、従来の半導体位置検出素子の断面図である。 １……基板 ２−1,2−２〜２−ｎ……第１の抵抗層の歯 ３−1,3−２〜３−ｎ……第２の抵抗層の歯 ４……カソード（Ｋ） 6,7……第１および第２のアノード r1,r2……抵抗値 D1,D2……入射光により形成されたダイオードFIG. 1 is a plan view showing an embodiment of a semiconductor position detecting element according to the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view in the lateral direction of the example element. FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view for explaining the operation of the device. FIG. 4 is an equivalent circuit diagram for explaining the operation of the semiconductor position detecting element. FIG. 5 is a sectional view of a conventional semiconductor position detecting element. 1 ... Substrate 2-1, 2-2 to 2-n ... Tooth of first resistance layer 3-1, 3-2 to 3-n ... Tooth of second resistance layer 4 ... Cathode (K ) 6,7 ...... First and second anodes r 1 , r 2 ...... Resistance values D 1 , D 2 ...... Diodes formed by incident light
Claims (3)
電形の第１の抵抗層と、 前記基板の表面の他端から歯が前記第１の抵抗層に交互
に配置されるように櫛歯状に形成された第２の導電形の
第２の抵抗層と、 前記第１および第２の抵抗層の基部にそれぞれ接続され
た第１および第２のアノードと、 前記基板に設けられたカソードからなり、 隣接する第１および第２の抵抗層の櫛歯を橋絡するよう
に入射した光のスポットによって前記基板内で発生した
電子または正孔が前記抵抗層を介して前記第１および第
２のアノードに分流し、正孔または電子が前記カソード
に流れることにより、前記分流した電子または正孔にも
とづいて入射位置を検出するように構成した半導体位置
検出素子。1. A substrate of a first conductivity type, a first resistance layer of a second conductivity type formed in a comb shape from one end of the surface of the substrate, and a tooth from the other end of the surface of the substrate. Are connected to the second resistance layers of the second conductivity type formed in a comb shape so as to be alternately arranged on the first resistance layer, and to the bases of the first and second resistance layers, respectively. And a first anode and a second anode, and a cathode provided on the substrate, which is generated in the substrate by a spot of light incident so as to bridge the comb teeth of the adjacent first and second resistance layers. The generated electrons or holes are shunted to the first and second anodes through the resistance layer, and the holes or electrons flow to the cathode, so that the incident position is detected based on the shunted electrons or holes. A semiconductor position detecting element configured to.
である特許請求の範囲第１項記載の半導体位置検出素
子。2. The semiconductor position detecting element according to claim 1, wherein the substrate is N type and the resistance layer is P + type .
の領域の幅はデバイ特性長以内である特許請求の範囲第
１項記載の半導体位置検出素子。3. The semiconductor position detecting element according to claim 1, wherein the width of the region between the teeth of the first resistance layer and the second resistance layer is within the Debye characteristic length.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26212886A JPH07113529B2 (en) | 1986-11-04 | 1986-11-04 | Semiconductor position detector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26212886A JPH07113529B2 (en) | 1986-11-04 | 1986-11-04 | Semiconductor position detector |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63117202A JPS63117202A (en) | 1988-05-21 |
| JPH07113529B2 true JPH07113529B2 (en) | 1995-12-06 |
Family
ID=17371439
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26212886A Expired - Fee Related JPH07113529B2 (en) | 1986-11-04 | 1986-11-04 | Semiconductor position detector |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07113529B2 (en) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60118708U (en) * | 1984-01-20 | 1985-08-10 | ティアック株式会社 | position detection device |
-
1986
- 1986-11-04 JP JP26212886A patent/JPH07113529B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63117202A (en) | 1988-05-21 |
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