JPS5826234A - 光波長検出素子 - Google Patents
光波長検出素子Info
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- JPS5826234A JPS5826234A JP56124885A JP12488581A JPS5826234A JP S5826234 A JPS5826234 A JP S5826234A JP 56124885 A JP56124885 A JP 56124885A JP 12488581 A JP12488581 A JP 12488581A JP S5826234 A JPS5826234 A JP S5826234A
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- photodiode
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- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 10
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims description 11
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 9
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- 239000010931 gold Substances 0.000 claims 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 10
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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
- H01L31/08—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 in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors
- H01L31/10—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 in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors characterised by potential barriers, e.g. phototransistors
- H01L31/101—Devices 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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は光波長検出素子に関し、特に複数の異なる特
性をもつシリコンフォトダイオードを集積化し九九波長
検出素子に係わるものである。
性をもつシリコンフォトダイオードを集積化し九九波長
検出素子に係わるものである。
シリコン中への光の浸透は長波長光など深く、この九め
にシリコンの深−ところで発生し九九励起電子・正孔ペ
アを光電流として検知できる構造であれば長波長光に対
しても高−感度をもつフォトダイオードとなり、逆４Ｃ
深いところでの電子・正孔ペアに対しては有効な電流と
ならない構造。
にシリコンの深−ところで発生し九九励起電子・正孔ペ
アを光電流として検知できる構造であれば長波長光に対
しても高−感度をもつフォトダイオードとなり、逆４Ｃ
深いところでの電子・正孔ペアに対しては有効な電流と
ならない構造。
すなわち少数キャリア拡散長の小さい構造にすれば、長
波長光をカットした分光特性を得ることができる。そこ
でこれら２組の分光特性の異なるフォトダイオードを並
置し、その光励起・１ｉｌｃｌｔを比較することで、投
射される光の波長分布を検出し得るのである。
波長光をカットした分光特性を得ることができる。そこ
でこれら２組の分光特性の異なるフォトダイオードを並
置し、その光励起・１ｉｌｃｌｔを比較することで、投
射される光の波長分布を検出し得るのである。
このような光波長検出素子の従来例を第１図および第２
図に示しである。これらの第１図および第２図において
、２個のダイオード（Ｉ） 、 （ＩＩ）はそのカソー
ド電極を取シ出すステム（１）上に固定されておプ、低
濃度Ｎ型シリコン基板（２）（例えばＮＤ二１０１１７
ｃｄ）、高濃度Ｎ Ｍシ９ ｗ ｙｆｔ板（３） （Ｈ
ＬｔｄＮＤ＝ １０”！／ｃ１１）と、アノードとなる
Ｐ型拡紋領域（４） 、 （５） （例えばＮ８＝ １
０”／Ｉｔ、深さ０．５ａ）とからなっており、これら
の互いに並置された２個のダイオード（Ｉ） 、 （Ｉ
Ｉ）に光が投射されると、第２図に示すような分光特性
が得られる。すなわち。
図に示しである。これらの第１図および第２図において
、２個のダイオード（Ｉ） 、 （ＩＩ）はそのカソー
ド電極を取シ出すステム（１）上に固定されておプ、低
濃度Ｎ型シリコン基板（２）（例えばＮＤ二１０１１７
ｃｄ）、高濃度Ｎ Ｍシ９ ｗ ｙｆｔ板（３） （Ｈ
ＬｔｄＮＤ＝ １０”！／ｃ１１）と、アノードとなる
Ｐ型拡紋領域（４） 、 （５） （例えばＮ８＝ １
０”／Ｉｔ、深さ０．５ａ）とからなっており、これら
の互いに並置された２個のダイオード（Ｉ） 、 （Ｉ
Ｉ）に光が投射されると、第２図に示すような分光特性
が得られる。すなわち。
低濃度シリコンを用いたダイオード（Ｉ）に対し、高１
［シリコン管用いていて少数キャリア拡散長の小さいダ
イオード（２）は、前記したように長波長では光感度が
小さくなり、このように２つのダイオードの光電流比は
投射光の波長のｌｆｉ数となるから、追歯な演算によシ
投射光の波長を測定し得るのでプを用い九従来の構造で
は、これらのチップを態別に製造するために、半導体と
しての熱履歴９表面状態などによシ影響されて光感度、
リーク電流にばらつきを生じ、正確な測定ができないと
共に、各製品ごとに光電流比／投射波長の特性が大巾に
変動するという欠点があった。
［シリコン管用いていて少数キャリア拡散長の小さいダ
イオード（２）は、前記したように長波長では光感度が
小さくなり、このように２つのダイオードの光電流比は
投射光の波長のｌｆｉ数となるから、追歯な演算によシ
投射光の波長を測定し得るのでプを用い九従来の構造で
は、これらのチップを態別に製造するために、半導体と
しての熱履歴９表面状態などによシ影響されて光感度、
リーク電流にばらつきを生じ、正確な測定ができないと
共に、各製品ごとに光電流比／投射波長の特性が大巾に
変動するという欠点があった。
この発明はこれらの欠点を解決するため、異なる分光特
性をもつ２個のフォトダイオードを、長波長での光感度
以外の！！＃性が殆んど同一になるように１つのチップ
に組み込ませたものである。
性をもつ２個のフォトダイオードを、長波長での光感度
以外の！！＃性が殆んど同一になるように１つのチップ
に組み込ませたものである。
以下、この発明に係わる光波長検出素子の一実施例につ
き、第３図および第４図を参照して詳細に説明する。
き、第３図および第４図を参照して詳細に説明する。
第３図はこの実施例素子の断面構造を示してお）、この
第３図において、（ｌυはチップを固定してカソード電
極を取１出すステム、（ｌ■はチップを構成する低濃度
Ｎ型シリコン基板（例えばＮＤ＝ Ｉ Ｏ”／７２１１
、厚さ４００声）である。また０は基板（Ｌ湯の一方
の片側に埋め込み拡散として選択的に形成され友高貴度
Ｎｆｉ領域（例えばＮＤ ＝ １０”／Ｃ１１）、ａ◆
はこれらの表面に成長された低濃度Ｎ型エピタキシャル
層（例えばＮＤ＝１０’易／ｃ１１．厚さ５声）、α罎
および儂鴫は前記埋め込み領域ＯＴｏるム方の片側と他
方の片側とにそれぞれ選択的に同時に形成されたアノー
ドとなるＰ臘拡散領域（例えばＮ５＝ｔ ｏ ｌ Ｉ／
ｃｓｉ、深さ０．５ｆｉ）であって、領域−側にフォト
ダイオード（２）、領域（Ｌｔｅ 、 ＜１３側にフォ
トダイオード０を構成させたものである。
第３図において、（ｌυはチップを固定してカソード電
極を取１出すステム、（ｌ■はチップを構成する低濃度
Ｎ型シリコン基板（例えばＮＤ＝ Ｉ Ｏ”／７２１１
、厚さ４００声）である。また０は基板（Ｌ湯の一方
の片側に埋め込み拡散として選択的に形成され友高貴度
Ｎｆｉ領域（例えばＮＤ ＝ １０”／Ｃ１１）、ａ◆
はこれらの表面に成長された低濃度Ｎ型エピタキシャル
層（例えばＮＤ＝１０’易／ｃ１１．厚さ５声）、α罎
および儂鴫は前記埋め込み領域ＯＴｏるム方の片側と他
方の片側とにそれぞれ選択的に同時に形成されたアノー
ドとなるＰ臘拡散領域（例えばＮ５＝ｔ ｏ ｌ Ｉ／
ｃｓｉ、深さ０．５ｆｉ）であって、領域−側にフォト
ダイオード（２）、領域（Ｌｔｅ 、 ＜１３側にフォ
トダイオード０を構成させたものである。
従ってこの実施例構成では、領域（１３、（１４、α＄
からなるフォトダイオード叫は、低１ｋＪＪｉＥ （１
０”／ｃａｔ）エピタキシャル層と低濃度（ｉｏ”７ｉ
）シリコン基板とによる大きな少数キャリア拡散長によ
シ、深く浸透した長波長光に対しても大きな感度をもち
、一方、領域αＪ 、 ａｓ 、 ａｎ 、 ａｓから
なるフォトダイオード■は、アノード領域の下にある高
濃度埋め込み層のために、４〜５μより深いところで発
生した電子・正孔ペアがＰ−Ｎ接合まで到達せず、長波
長では光感度が急激に低下することになる。
からなるフォトダイオード叫は、低１ｋＪＪｉＥ （１
０”／ｃａｔ）エピタキシャル層と低濃度（ｉｏ”７ｉ
）シリコン基板とによる大きな少数キャリア拡散長によ
シ、深く浸透した長波長光に対しても大きな感度をもち
、一方、領域αＪ 、 ａｓ 、 ａｎ 、 ａｓから
なるフォトダイオード■は、アノード領域の下にある高
濃度埋め込み層のために、４〜５μより深いところで発
生した電子・正孔ペアがＰ−Ｎ接合まで到達せず、長波
長では光感度が急激に低下することになる。
すなわち、第４図からも明らかなように、とのダイオー
ド（至）、（％’）は前記第２図でのダイオード（Ｉ）
。
ド（至）、（％’）は前記第２図でのダイオード（Ｉ）
。
（２）と同じ特性を示し、従来と同様に光電流比によっ
て投射光の波長を測定し得るのである。
て投射光の波長を測定し得るのである。
なお以上は１つの実施例について述べたが、各部位での
不純物濃度、厚さは前記範囲に限られる−ものではない
。すなわち２例えばエピタキシャル層の厚さを大きくす
れに１光感度の低下する波長の値を大きくできると共に
、長波長域の光感度以外の特性は常に同一でおるから、
必要とする波長識別領域に応じてパラメータを設定すれ
ばよい。
不純物濃度、厚さは前記範囲に限られる−ものではない
。すなわち２例えばエピタキシャル層の厚さを大きくす
れに１光感度の低下する波長の値を大きくできると共に
、長波長域の光感度以外の特性は常に同一でおるから、
必要とする波長識別領域に応じてパラメータを設定すれ
ばよい。
以上詳述し九ようにこの発明によれば、１つのチップ内
に異なる分光特性をもつ複数個のフォトダイオードを同
時に形成させるので、形成時の熱履歴２表面状態が同じ
であシ、かつ光感度、リ−り電流を同一レベルに揃えら
れる。またこれらの各フォトダイオードは同じエピタキ
シャル層内に形成されているために同一不純物濃度ｔ４
つ。すなわち、埋め込み領域の影響しない短波長域では
全く同一の４１性を有するほか、接合容量も同じにでき
るために動特性を大きく改善し得るなどの特長がある。
に異なる分光特性をもつ複数個のフォトダイオードを同
時に形成させるので、形成時の熱履歴２表面状態が同じ
であシ、かつ光感度、リ−り電流を同一レベルに揃えら
れる。またこれらの各フォトダイオードは同じエピタキ
シャル層内に形成されているために同一不純物濃度ｔ４
つ。すなわち、埋め込み領域の影響しない短波長域では
全く同一の４１性を有するほか、接合容量も同じにでき
るために動特性を大きく改善し得るなどの特長がある。
第１図ｔｉ従来の光波長検出素子の構成を示す断面図、
第２図は同上分光感度特性図、第３図はこの発明の一実
施例による光波長検出素子の構成を示す断面図、第４図
は同上分光感度特性図である。 ａ珍・・・・ステム、ａ埠・・・・低濃度シリコン基板
、■・・・・高濃度埋め込み領域、ａ４・・・・低濃度
エピタキシャル層、ａｓ 、 ａｓ・・・・拡散領域Ｏ 代 理 人 葛 野 信 −（ほか１名）Ｉ！
置 手続補正書（自発） 特許庁長官殿 １、事件の表示 特願昭 ５６−１２４８８８号
２、発明の名称 光波長検出素子 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号
名 称（６０１） 三菱電機株式会社代表者片山仁
八部 ４、代理人 住 所 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号
５、補正の対象 明細書の特許請求の範囲の欄 ６、補正の内容 明細書の「特許請求の範囲」を別紙のとおし補正する。 以 上 ［ダイオード接合形成領域の不純物濃度によって規定さ
れる分光感度特性をもつ第１のフォトダイオードと、ダ
イオード接合の下に設けられる高濃度領域によシ長波長
で減衰される分光感度特性をもつ第２のフォトダイオー
ドとを備え、各フォトダイオードのダイオード接合を同
一基板上の同時に形成された同一不純物濃度領域に形成
させたことを特徴とする光波長検出素子。」 以 上
第２図は同上分光感度特性図、第３図はこの発明の一実
施例による光波長検出素子の構成を示す断面図、第４図
は同上分光感度特性図である。 ａ珍・・・・ステム、ａ埠・・・・低濃度シリコン基板
、■・・・・高濃度埋め込み領域、ａ４・・・・低濃度
エピタキシャル層、ａｓ 、 ａｓ・・・・拡散領域Ｏ 代 理 人 葛 野 信 −（ほか１名）Ｉ！
置 手続補正書（自発） 特許庁長官殿 １、事件の表示 特願昭 ５６−１２４８８８号
２、発明の名称 光波長検出素子 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号
名 称（６０１） 三菱電機株式会社代表者片山仁
八部 ４、代理人 住 所 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号
５、補正の対象 明細書の特許請求の範囲の欄 ６、補正の内容 明細書の「特許請求の範囲」を別紙のとおし補正する。 以 上 ［ダイオード接合形成領域の不純物濃度によって規定さ
れる分光感度特性をもつ第１のフォトダイオードと、ダ
イオード接合の下に設けられる高濃度領域によシ長波長
で減衰される分光感度特性をもつ第２のフォトダイオー
ドとを備え、各フォトダイオードのダイオード接合を同
一基板上の同時に形成された同一不純物濃度領域に形成
させたことを特徴とする光波長検出素子。」 以 上
Claims (1)
- 基板上に形成される領域の不純物濃度によって規定され
る分光感度特性をもつ第１のフォトダイオードと、後金
の下に設けられる高貴度領域によ〉長波長で減表される
分光感度特性をも′）嬉２のフォトダイオードとを備え
、各フォトダイオードの７ノードとなる領域を同一基板
上の同一不純物ｆ１１ｔＬ領域に形成させ九ことｔ特徴
とする光波長検出素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56124885A JPS5826234A (ja) | 1981-08-07 | 1981-08-07 | 光波長検出素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56124885A JPS5826234A (ja) | 1981-08-07 | 1981-08-07 | 光波長検出素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5826234A true JPS5826234A (ja) | 1983-02-16 |
| JPS6135494B2 JPS6135494B2 (ja) | 1986-08-13 |
Family
ID=14896497
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56124885A Granted JPS5826234A (ja) | 1981-08-07 | 1981-08-07 | 光波長検出素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5826234A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5313399U (ja) * | 1976-07-16 | 1978-02-03 | ||
| JPS55132078A (en) * | 1979-03-30 | 1980-10-14 | Sharp Corp | Temperature compensating circuit for light detection circuit by semiconductor |
-
1981
- 1981-08-07 JP JP56124885A patent/JPS5826234A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5313399U (ja) * | 1976-07-16 | 1978-02-03 | ||
| JPS55132078A (en) * | 1979-03-30 | 1980-10-14 | Sharp Corp | Temperature compensating circuit for light detection circuit by semiconductor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6135494B2 (ja) | 1986-08-13 |
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