JPS58103180A - 半導体光検出装置 - Google Patents

半導体光検出装置

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JPS58103180A
JPS58103180A JP56201906A JP20190681A JPS58103180A JP S58103180 A JPS58103180 A JP S58103180A JP 56201906 A JP56201906 A JP 56201906A JP 20190681 A JP20190681 A JP 20190681A JP S58103180 A JPS58103180 A JP S58103180A
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region
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宜彦 水島
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坂上 正裕
Akio Tamama
玉真 昭男
Seiji Yamada
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    • H01L31/00Semiconductor 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
    • H01L31/08Semiconductor 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 in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors
    • H01L31/10Semiconductor 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 in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors characterised by potential barriers, e.g. phototransistors
    • H01L31/101Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation
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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】 本発明は半導体光検出装置に関する。
牛導体党検出装置として従来、諏11Qに示す知音例え
ば811の半導体基板1上にPH9合2を形威すべ(P
alの半導体層5が形成され、一方牛導体基fi1の半
導体層s側とは反対−の主面4上に電Ik5がオー建ツ
クに附されてなる構成を有するものが提案されている。
所で、斯る構成の半導体党検出装置は、電極5及び半導
体層5間にPH9合2に逆)(イアスとなるバイアス電
源6を接続して、PN接合2より王として半導体基板1
儒に広がる空乏層を形成せる状態で、光7を半導体層5
側より入射せしめれば、これに応じた光11c流を電l
k5及び半導体層3を過って外部に導出するという機能
を呈するものであるが、その分党感!1ij4I性が第
2図に示す如(、PN接合2の深さDに応じて変化し、
PN接合2の縁さDが小である程、広い波長域に亘って
感度を有するものである。又感度を有する波長域の下限
は、半導体基′4b1及び半導体層Sのバンドギャップ
によって決まり、又上限は表面層の反射、吸収によって
制約を受けるものである。
然し乍ら、第1−に示す半導体光検出装置の場合、広い
波長域に皿って感度を得べ(、PN接合2の深さDを小
とするのに幽−を伴い、この為広い波長域に亘って感度
を得ることが回動であった。
この為、従来、第3aiiに示す如き、例えばP型半導
体基板11上に薄いN!id1層12が層成2れるべく
sto、malsが形成され、一方半導体基、1に11
0)810.111 S側とは反対側に電極14がオー
イックに附され、又Nl1層12にsty、 膜15に
穿設せる[115を介して電極16を附してなる構成を
有する半導体光検出装置が提案されている。
所で、斯る構成を有する半導体光検出装置の場合、半導
体11に11とN型層12との間にPN@合17が形成
されているので、電[14及び16間にPN接合17を
逆バイアスすべくバイアス電源6をIl続して、半導体
基板11内にPN@合17より拡がる空乏層を得ている
状態て光7を照射せしめれば、第1図の場合と同様に電
極14及び16を介して光電流を得ることが出来るが、
この半導体光検出装置を再現性嵐く祷るのに困難を伴う
という欠点を有していた。
又第4I!!Iに示す如く例えばN型の半導体基板21
の一方の面上に、ショットキ接合22を形成すべく金属
電極23が附され、又半導体基板21の金属電1i25
mとは反対側に電極24がオー(ツタに附されてなる構
成の半導体光検出装置も従来提案されている。
然し乍ら、斯る構成を有する半導体光検出装置の場合、
電極25及び24間にショットキ接合22を逆バイアス
すべくバイアス電源6を接続して、半導体基板21内に
ショットキ接合22より拡がる空乏層を形成せる状態で
、光7を照射せしめれば、#!1図の場合と同様に篭a
2S及び24を介して光電流を得ることが出来るが、金
属電fi23での光7の反射損失が大である為、効率が
患いという欠点を有していたと共に、ショットキ接合2
2を良好に形成するのが困難であった等の欠点を有して
いた。
依って本発明は上述せる欠点のない新規な半導体光検出
装置を提案せんとするもので、以下詳述する所より明ら
かとなるであろう。
第1図は本発明による半導体光検出装置の第1の実施例
を示し、例えばN型の半導体基板51内にその主面52
側より、複数のPN振合53m、55b・・・・・・・
・・を形成すべ(PI!の半導体領域54&、54に範
囲一・−が形成されている。
又半導体基1に51の主面52と対向する主面55上に
電極56がオーイックに削されている。
更に半導体基&51内に、その王152側より複数のN
+型電極用半導体懺域57m、57b・・・・・・か、
半導体領域54m及び54b間、54b及び54c間に
配されてなる一様を以って形成されている。
尚更に電4j56と、半導体領域57へ57b・・・・
・・とがバイアス電源6の一端[11続され、半導体領
域54m、54b・−・・・かバイアス電源6の他端(
II地)に接続されている。
以上が本発明による半導体党検ifi装置の第1のIl
lの実施例の構成であるが、断る構成によれ(11、ハ
イyx電fj16を、PN@會5!a、53に同一・−
に逆バイアスが与えられる極性とし置けば、半導体基板
51内にPN接合53m、51b・・・・・・・−より
、電極56側に縦方向く広がる空乏層と、半導体領域5
7m、57b−−一側に横方向に拡がる空乏層とが形成
されるものである。
従って半導体基板51と、半導体領域s41゜54 b
 −−−−一と、電極!S6とを含んで複数の縦J7オ
トダイオードVDa、VDb  ・・・−・−を構成し
、又半導体基板51と、半導体領域54a154 b 
−・−・−と、半導体領域s7m、5yb−・・・・−
とを含んで複数の横llフォトダイオードLDa%L、
Db  −−−一・−を構成しているものである。
依って半導体基板51の主面52側より光7を入射せし
めれば、縦置フォトダイオードVDa。
VDb−一・・・−による光電流を電極56と半導体領
域54a%54b−−−−・−とを介して得ることがで
龜、又横型フォトダイオードl、Da%L D b−・
・・−による光電流とを半導体領域54m、54b−−
・−と亭6体領域57m、57に一−−−とを介して得
ることができるものである。
この為縦■アオトダイオードVDa、VDb−−−によ
って長波長領域の感度を得ることかで自。
又横−フオドダイオードLDa、LDb−−−によって
短練長領域の感度を得ることかで11、依って金体とし
て広い波畏域に1って感度を得ることがで自る大なる特
徴を有するものである。
次に第6図を伴なって本発明の112の実施例を述べる
に、第5mとの対応部分には岡−符号を附して詳細説明
はこれを省略するも、第5園にて上述せる構成に於て、
電1i56と半導体領域57m、57k・−・・・とが
切換スイッチ60を介してバイアス電源6に接続されて
いることを除いては、$R5図の場合と一機の構成を有
する。
以上が本発明による半導体光検as装置の第2の実施例
であるが、欺る構成によれば、それが上述せる事項を除
いてms!!llの場合と同様の構成を有するのて、詳
細説明はこれを省略するも、切換スイッチ60の切換に
よって縦117オトダイオードVD、 、 VDb−−
−−−を選択することにより、党7を王として長波長域
で検出することが出来、又横#117オトダイt −V
 IJ)、 、 VD、 −−−−−−ヲjl Fする
ことにより、光7を主として髄液長域で検出することが
出来る大なる4I像を有するものである。
次に嬉7図を伴なって本発明の第5の実施例を遮べるに
、第411との対応−分に同一符号を附しτ詳5sii
*はこれを省略するも、嬉4mにて上述せる構成に於て
、複数の半導体領域54a。
54b−−一が切換スイッチ62にて選択されることを
除いては%第411の場合と同様の構成を有する。
以上が零員−による半導体光検出装置の嬉Sの実施例の
構成であるが、斬る構成によれば、それか上遠せる事項
を除いて嬉411の場合と同様の構成を有するので、切
換スイッチ60及び41の切換により、複数の縦置フォ
トダイオ−)”VDa、VDb −−−−4DjlWと
、複数K)横置7オトダイオードLDa、LDb−−−
−の選択とをなしτ光電の長波長域の検出と、短波長域
の検出をなし得る大なる特徴を有するものである。
崗上述に於ては本実−の僅かな実施例を椴したに1蓼り
、本発明の精神を脱することなしく種々の変1lIIl
!更をなし得るであろう。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の半導体光検出装置を示す路線図、tIA
2図はその紋明に供する1111図、第3−及び第4図
は従来の半導体光検出装置を示す路線図、第5図、第6
図及び第7図は夫々本発明による半導体光検出装置のl
p、1、第2及び第3の寮施例を示すMk−である。 出願人  日本亀信電姑公社

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、 第1の導電蓋を有する半導体基板内に、そのI1
    1の主画側よりs m 1のPH1合を形成すべく形成
    された第1の導電1mとは逆の第2の尋電湿を有する1
    lllのPNN金倉形成用半導体領域、 上記半導体基板の上記第1の主面と対向する第2の主向
    側に形成されたf/s1の′IE極又は11!1の導電
    型を有する第1の電極用半導体領域と、 上記半導体基板のJllの主#jJgaに形成された@
    2の1111物又は第1の導電型を有する第2の電極用
    半導体領域とを有し、 上記半導体基板、上記第1のPN接合形成用半導体領域
    、及び上記第1の電極又は第1の電極用半導体領域を含
    んで、第1の縦型フォトターイオードか構成され、 上記半導体基板、上記第1のPN接合形成用牛半導体域
    、及び上記第2の電極又は纂2の電極用半導体領域を含
    んで、@1の横INフォトダイオードが構成されてなる
    事を特徴とする半導体光検出装置。 2 第1の導電型を有する半纏体基坂内に、その第1の
    主面側より、第1のPNWk合を形成すべく形成された
    #!1の導電型とは逆の第2の導電蓋を有する第1のP
    N@會形成形成用半導体領域 上記半導体基板の上記第1の主面と対向する纂2の主面
    側に形成された第1の電極又は第1の導電蓋を有する第
    1の電極用半導体領域と、 上記半導体基板の第1の主顛偶に形成された第2の電極
    又は第1の4電製を有する第2の電極用半導体領域とを
    有し、 上記半導体基板、上記第1のPN接合形成用牛半導体域
    、及び上記第1の電極又は第1の電極用半導体領域を含
    んで、llI41の縦型フォトIイオードが構成され、 上記半導体基板、上記第1のPN像合形成用牛導体領域
    、及び上記第2の111,41i又は第2の電極用半導
    体領域を含んで、第1の横型フォトダイオードが構成さ
    れ、 上記第1の縦型フォトダイオード及び上記第1の横型フ
    ォトダイオードに、それ等に共通のバイアス電源を与え
    るjllのバイアス電源給与手段を有する事を特徴とす
    る半導体光検出装置。 五 第1の導電型を有する半導体基板内に、その謝1の
    主面側より、鯖1のPN嶺合を形威すべく形威された1
    I41の導電型とは逆の@2の尋%型を有する第1のP
    N接酋形成用半導体領域と、 上記半導体基板の上記Jl11の生−と対向する第2の
    主面側に形成された第1の電極又は第1の4亀型を有す
    る第1の電極用半導体領域と、 上記半導体基板の纂1の主面側に形成された第2の電極
    又は#に1の導電型を有する@2のt@用牛尋体領域と
    を有し、 上記半導体基板、上記第1のPN接合形成用半導体領域
    、及び上記第1の電極又は第1の電極用半導体領域を含
    んで、第1の縦型フォトダイオードが構成され、 上記半導体基板、上記第1のPNl!合形成月形成用半
    導体領域上記第2の電極又は第2の電極用半導体領域を
    含んで、#g1の横IJ7オトダイオードが構成され、 上記I11の縦部7オトダイオード及び上記第1の横1
    117オトダイオードに1各別のバイアス電源を与える
    #!2のバイアス電源給与手段を有する事を特徴とする
    半導体光検出装置。 處 亀1の導電型を有する半導体基板内に、その第1の
    主画側より、第1のPNN会合形成すべく形成された第
    1の導電型とは逆の謝2の導電型を有するlB1のPN
    N会合形成用半導体領域、 上記#P導体基板内に、その第1の主面側より、第2の
    PN接合を形成すべく形成された第2の導電量を有する
    第2のPN接合形成用半導体領域と、 上記半導体基板の上記第1の主面と対向する第2の主面
    側に形成された第1の電極又は第1の導電型を有する第
    1の電極用半導体領域と、 上記半導体基板の第1の主面側に形成された第2の電極
    又は#&1の導電型を有する第2の電極用半導体領域と
    を有し、 上記半導体基数、上記第1のPNii合形成用牛導体領
    域、及び上記第1の電極又は第1の電極用半導体領域を
    含んで、#!1の縦属フォトダイオードが構成され1 、   上記半導体基板、上記第2のPN@N9成形成
    用半導域、及び上記wL1の電極又は鶏1の電極用半導
    体領域を含んで第2の縦型フォトダイオードが構成され
    、 上記半導体基板、上記第1のPNJ會形成用牛導体領域
    、及び上記1g2の電極又は第2の電極用半導体領域を
    含んで、第1の横型フォトダイオードが構成され、 上記半導体基板、上nil!第2のPNN接合形成子牛
    導体領域及び上記第2の電極又は第2の電極用半導体領
    域を含んで、第2の横型フォトダイオードが構成されて
    なる事を41徽とする半導体光検出装置。 五 第1の導電型を有する半導体基板内に、その籐1の
    主画側より、jlllのPNg合を形威すべ(形成され
    た菖1の導電量とは逆の第2の導電型を有する第1のP
    N接合形成用牛半導体域と、 上記半導体基板内に、その第1の主画側より、謳2QP
    NII合を形成すべく形成された第2の導電型を有する
    #42のPN接合形成用+s体領域と、 上記半導体基板の上記第1の主面と対向する第2の主画
    側に形成された第1の電極又は第1の導電型を有する總
    10電砺用牛番体領域と、 上記半導体基板の第1の主画側に形成された第2の電−
    又はIllの導電型を有する第2#)IlEIli用亭
    導体領域とを有し、上記半導体基板、上記#!1のPN
    g會形成用牛導体領域、及び上記81の電極又は第1の
    電極用半導体領域を含んで、iIl!1の縦W7オトダ
    イオードが構成され、 上記半導体基板、上記第2のPNQN9成形成用半導域
    、及び上記j11の電極又は第1の電極用半導体領域を
    含んで第2の#1liyオドダイオードが構成され、 上記半導体基板、上記第1のPN接合形成用半導体領域
    、及び上記第2の%也又は馬2の電極用半導体領域を含
    んで、第1の横#!7オトダイオードが構成され、 上記半導体基板、上記第2のPN@會形成用牛導体領域
    、及び上記JII2の電極又は第2の電極用半導体領域
    を含んで、第2の横型フォトダイオードが構成され、 上記第1及びj12の縦型フォトターイオードに各別に
    バイアス電源を与える#!3のバイアス電源給与手段を
    有する事を特徴とする半導体光検出装置。 & 第1の導電型を有する半導体基板内に、そのJIl
    lの主画側より、第1のPNW!倉を形成すべく形成さ
    れた第1の導電型とは逆の第2の導電型を有するjll
    のPN接合形成用半導体領域と、 上記半導体基板内iζ、その第1の主画側より、jI2
    のPH9合を形成すべく形成されたJI2の導電型を有
    する第2のPN振合形成用牛半導体域と、 上記半導体基板の上記I11の主面と対向する1182
    の主面側に形成されたjllの電極又は第1の導電型を
    有する第1の11E極用半番体領域と、 上記半導体基板のjllの主画側に形成された第2の1
    11極又は絽1の導電製を有する謝2の電極用半導体領
    域とを有し、 上記半導体基板、上記第1のPN振合形成用牛4体領域
    、及び上記j%1のw1他又は第1のm他用半導体領域
    を含んで、第1の鉄製7オトダイオードが構成され、 上記半導体基板、上記第2のPN@4を形成用半導体領
    域、及び上記第1のm極又は第1の電極用半導体領域を
    含んで11g2の縦型フォトダイオードが**され、 上紀牛尋体基歇、上記餠1のPN接合形成用半導体領域
    、及び上記熟2の電極又は亀2の電極用半導体領域を含
    んで、mlの横型フォトダイオードが構成され、 上記−P導体基板、上記is2のPR接合形成用牛尋体
    領域、及び上記第2の電極又は第2の電極用半導体領域
    を含んで、第2のm淑7オトダイオードが構成され、 上記IN及び1g2の縦型フォトダイオード及び上記第
    1及び第2の横型フォトダイオードに各別にバイアス電
    源を与える亀4のバイアス電源給与+段を有する事を特
    徴とする半導体光検出!i t *
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011510486A (ja) * 2008-01-14 2011-03-31 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション 波長選択的吸収層の堆積を含む多重接合光電子デバイス、製造方法、及び、集積回路、

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011510486A (ja) * 2008-01-14 2011-03-31 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション 波長選択的吸収層の堆積を含む多重接合光電子デバイス、製造方法、及び、集積回路、
US8299556B2 (en) 2008-01-14 2012-10-30 International Business Machines Corporation Using 3d integrated diffractive gratings in solar cells

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