JPS59127883A - 感光半導体装置 - Google Patents
感光半導体装置Info
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- JPS59127883A JPS59127883A JP58003976A JP397683A JPS59127883A JP S59127883 A JPS59127883 A JP S59127883A JP 58003976 A JP58003976 A JP 58003976A JP 397683 A JP397683 A JP 397683A JP S59127883 A JPS59127883 A JP S59127883A
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- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 15
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- 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
- H01L31/0248—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 characterised by their semiconductor bodies
- H01L31/0352—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 characterised by their semiconductor bodies characterised by their shape or by the shapes, relative sizes or disposition of the semiconductor regions
- H01L31/035272—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 characterised by their semiconductor bodies characterised by their shape or by the shapes, relative sizes or disposition of the semiconductor regions characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
- H01L31/03529—Shape of the potential jump barrier or surface barrier
-
- 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
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- H01L31/101—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation
- H01L31/102—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by only one potential barrier
- H01L31/103—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by only one potential barrier the potential barrier being of the PN homojunction type
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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】
産業上の利用分野
この発明は感光半導体装置、とくに照射光の一次元的な
位置検出を行う感光半導体装置に関し、内部抵抗の制御
と受光感度の向上を可能にするものである。
位置検出を行う感光半導体装置に関し、内部抵抗の制御
と受光感度の向上を可能にするものである。
従来例の構成とその問題点
ｐｎ接合を有する感光半導体装置において、同感光半導
体装置の受光面に照射されたスポット光の照射位置を、
受光面の両端に設けられた２つの２１＼ン゛ 電極からの光電流の差により検出する方式がある。
体装置の受光面に照射されたスポット光の照射位置を、
受光面の両端に設けられた２つの２１＼ン゛ 電極からの光電流の差により検出する方式がある。
この装置は、第１図（、）に示すように所定導電形たと
えばｎ形の半導体基板１上に、真性半導体あるいはｎで
表示されるｎ型高抵抗領域２があり、この表面部分にこ
れらと反対導電形のｐ影領域３を設けた感光半導体装置
、いわゆるｐｉｎフォトダイオードの構造であり、その
表面のノくターンが第１図（ｂ）に示されるように受光
領域（ｐ影領域）３が長方形を成し、その両短辺および
ｎ形半導体基板１の裏面にそれぞれオーミックコンタク
ト電極４．４’、５が形成されているものである。この
Ｐ影領域３を低濃度でかつ浅い層に形成すると、両電極
４，４′間には大きな抵抗成分Ｒ８が生じる。
えばｎ形の半導体基板１上に、真性半導体あるいはｎで
表示されるｎ型高抵抗領域２があり、この表面部分にこ
れらと反対導電形のｐ影領域３を設けた感光半導体装置
、いわゆるｐｉｎフォトダイオードの構造であり、その
表面のノくターンが第１図（ｂ）に示されるように受光
領域（ｐ影領域）３が長方形を成し、その両短辺および
ｎ形半導体基板１の裏面にそれぞれオーミックコンタク
ト電極４．４’、５が形成されているものである。この
Ｐ影領域３を低濃度でかつ浅い層に形成すると、両電極
４，４′間には大きな抵抗成分Ｒ８が生じる。
いまこのｐ影領域３のある点Ｘにスポット光を照射する
と、この照射光の吸収によって発生した電子はｎ形基板
１に、正孔はｐ影領域３に流れ込むが、点Ｘで流れ込ん
だ正孔はｐ影領域３内を通って両端の電極４，４′に至
る。この時ｐ影領域３の抵抗が大きいのでこの正孔電流
によってｐ影領域３内に電位差を生ずる。この様子は第
２図に示したポテンショメータによって等制約に表示で
きる。
と、この照射光の吸収によって発生した電子はｎ形基板
１に、正孔はｐ影領域３に流れ込むが、点Ｘで流れ込ん
だ正孔はｐ影領域３内を通って両端の電極４，４′に至
る。この時ｐ影領域３の抵抗が大きいのでこの正孔電流
によってｐ影領域３内に電位差を生ずる。この様子は第
２図に示したポテンショメータによって等制約に表示で
きる。
しだがって２つの負荷抵抗に生じた電圧ｖＡ、ＶＢから
ＶＢ ＋ｖＡ ２患 Ｒ８＋２ＲＬ
但し、旦は電極４．４′間距離、Ｒ２はＡ、Ｂ点（電極
４，４′に対応）の負荷である。
４，４′に対応）の負荷である。
の関係によってスポット光の照射位置Ｘを求めることが
できる。実際にこの感光半導体装置を駆動するには演算
増幅器を用いてＲＬ＝Ｏの状態を実現することができる
が、有限の大きさのＲＬを用いた場合も考慮すると実用
上Ｒｓをある程度の大きさにする必要がある。
できる。実際にこの感光半導体装置を駆動するには演算
増幅器を用いてＲＬ＝Ｏの状態を実現することができる
が、有限の大きさのＲＬを用いた場合も考慮すると実用
上Ｒｓをある程度の大きさにする必要がある。
従来このＲ８を大きくするためにはイオン注入によって
低ドーズの不純物をドーピングすることにより高抵抗の
Ｐ影領域３を形成していた。しかし、ドーズ量を減少さ
せると広い面積の領域３全体に低濃度の不純物導入が困
難となり、しかも、表面濃度が低下して抵抗値の制御が
困難になるばかりでなく、表面の汚染によって表面反転
層ができて９層の抵抗値Ｒｓが経時変化を起こすことも
あった。
低ドーズの不純物をドーピングすることにより高抵抗の
Ｐ影領域３を形成していた。しかし、ドーズ量を減少さ
せると広い面積の領域３全体に低濃度の不純物導入が困
難となり、しかも、表面濃度が低下して抵抗値の制御が
困難になるばかりでなく、表面の汚染によって表面反転
層ができて９層の抵抗値Ｒｓが経時変化を起こすことも
あった。
発明の目的
この発明は上記問題点を除去できる感光半導体装置を提
供するものである。
供するものである。
発明の構成
本発明は、要約するに、所定導電形の半導体基板上に、
同基板と同一導電形の高抵抗領域もしくは真性半導体領
域を有し、前記高抵抗領域もしくは真性半導体領域の表
面に、前記半導体基板とは反対導電形の縞状領域を多数
有し、かつ、前記各縞状領域が相互に並列結続された感
光半導体装置であり、これにより、安定で、しかも製造
容易な装置が実現できる。
同基板と同一導電形の高抵抗領域もしくは真性半導体領
域を有し、前記高抵抗領域もしくは真性半導体領域の表
面に、前記半導体基板とは反対導電形の縞状領域を多数
有し、かつ、前記各縞状領域が相互に並列結続された感
光半導体装置であり、これにより、安定で、しかも製造
容易な装置が実現できる。
実施例の説明
第３図はこの発明の１実施例である感光半導体装置を示
す図であり、図において１１はｎ形半導体基板、１２は
真性半導体もしくは高抵抗のｎ形半導体、１３は前記真
報半導体もしくは高抵抗のｎ形半導体１２の表面に拡散
またはイオン注入により形成された縞状ｐ影領域であり
、１４はこの縞状領域を並列結続せしめるために設けら
れたｐ影領域であり電極１５のだめのコンタクト領域を
兼ねる。１６はｎ形半導体基板１１側の電極であ・る。
す図であり、図において１１はｎ形半導体基板、１２は
真性半導体もしくは高抵抗のｎ形半導体、１３は前記真
報半導体もしくは高抵抗のｎ形半導体１２の表面に拡散
またはイオン注入により形成された縞状ｐ影領域であり
、１４はこの縞状領域を並列結続せしめるために設けら
れたｐ影領域であり電極１５のだめのコンタクト領域を
兼ねる。１６はｎ形半導体基板１１側の電極であ・る。
この半導体装置を形成するにあたり、内部の高抵抗領域
１２にｎ形の１００ｏΩ−ｍのシリコンウェーハを用い
、このシリコンウェーハの裏面には表面濃度１ｏ ｃｒ
ｎ で５μｍの深さに燐を拡散してｎ＋領域１１を形成
し、他方、第３図に示すように上記シリコンウェーハの
表面には幅１ ｍｍ 、長さ２簡の長方形の領域に、こ
の領域の長辺に平行に縞状のｐ影領域１２を形成する。
１２にｎ形の１００ｏΩ−ｍのシリコンウェーハを用い
、このシリコンウェーハの裏面には表面濃度１ｏ ｃｒ
ｎ で５μｍの深さに燐を拡散してｎ＋領域１１を形成
し、他方、第３図に示すように上記シリコンウェーハの
表面には幅１ ｍｍ 、長さ２簡の長方形の領域に、こ
の領域の長辺に平行に縞状のｐ影領域１２を形成する。
即ち縞の幅を１０μｍ、縞のピッチを６０μｍ 、 し
たがって縞の間隙を４０μｍとしてドーズ量２．０Ｘ１
０ ｃｍのボロンをイオン注入し表面濃度３ 、３Ｘ
１０１６ｃｍ−３゜接合深さ０．６μｍのｐ影領域１３
を形成した。このときｐ影領域１３の電極間抵抗は１ｏ
Ｏ±２０にΩであった。なお、この領域１３を従来装置
と対比すると、従来装置では、長方形の領域全面をｐ形
６ヘージ にドーピングする場合同じ抵抗を得るにはドーズ量を０
、７Ｘ１０ ｃｍ に低下させなければならなか
ったが抵抗値のバラツキが大きく、１４０±６０にΩに
なり、この事例からみても、本実施例では抵抗の制御が
容易である。
たがって縞の間隙を４０μｍとしてドーズ量２．０Ｘ１
０ ｃｍのボロンをイオン注入し表面濃度３ 、３Ｘ
１０１６ｃｍ−３゜接合深さ０．６μｍのｐ影領域１３
を形成した。このときｐ影領域１３の電極間抵抗は１ｏ
Ｏ±２０にΩであった。なお、この領域１３を従来装置
と対比すると、従来装置では、長方形の領域全面をｐ形
６ヘージ にドーピングする場合同じ抵抗を得るにはドーズ量を０
、７Ｘ１０ ｃｍ に低下させなければならなか
ったが抵抗値のバラツキが大きく、１４０±６０にΩに
なり、この事例からみても、本実施例では抵抗の制御が
容易である。
またこの縞状領域１３を横切って白熱球から供給される
光点を移動したとき第４図（、）にみられるように縞の
繰り返えしに対応して光電流の増減がみられた。光源に
フィルターを挿入して赤外光の光点にすると同図ら）に
みられるように光電流の増減はなくなった。即ち同図（
、）にみられる縞の間隙における光電流の増加は短波長
の光の吸収によって発生したキャリアが通常ｐ影領域１
３内で再結合して消滅するのに対し、縞の間隙部分では
ｐ影領域１３からの横方向への空乏層が拡がっており、
表面近傍で発生したキャリアも再結合せずにドリフト電
流となって感度の向上に寄与しているのである。−古寺
外光は深いところで吸収される量が多いのでこの表面の
効果は現われない。また、第４図（ａ）にみられる感度
の分布は、光点を縞に平行７１・ − に移動した時は現われ々いので光点位置の検出には何ら
影響しない。
光点を移動したとき第４図（、）にみられるように縞の
繰り返えしに対応して光電流の増減がみられた。光源に
フィルターを挿入して赤外光の光点にすると同図ら）に
みられるように光電流の増減はなくなった。即ち同図（
、）にみられる縞の間隙における光電流の増加は短波長
の光の吸収によって発生したキャリアが通常ｐ影領域１
３内で再結合して消滅するのに対し、縞の間隙部分では
ｐ影領域１３からの横方向への空乏層が拡がっており、
表面近傍で発生したキャリアも再結合せずにドリフト電
流となって感度の向上に寄与しているのである。−古寺
外光は深いところで吸収される量が多いのでこの表面の
効果は現われない。また、第４図（ａ）にみられる感度
の分布は、光点を縞に平行７１・ − に移動した時は現われ々いので光点位置の検出には何ら
影響しない。
発明の効果
以上のようにこの発明は感光半導体装置の表面抵抗層を
縞状に細く形成するので、安定々高抵抗層を容易に形成
し得るものであり、短波長の光に対してはさらに感度が
向上する効果もあり、実用的価値大なるものである。
縞状に細く形成するので、安定々高抵抗層を容易に形成
し得るものであり、短波長の光に対してはさらに感度が
向上する効果もあり、実用的価値大なるものである。
第１図は受光面に２つの電極を有するｐｉｎホトダイオ
ードを示し、同図（ａ）は断面構造図、同図←）は表面
構造図、第２図は同ホトダイオードの等測的なポテンシ
ョメータを示す図、第３図はこの発明の実施例であるｐ
ｉｎダイオードを示し、同図（−）は断面構造図、同図
０））は表面構造図、第４図はこの発明の実施例である
ｐｉｎホトダイオードの縞状領域を光点が移動したとき
の光電流の増減を示すもので、同図（ａ）は白熱球によ
る光電流の増減図、同図（１））は赤外光による光電流
の増減図である。 １・・・・・・ｎ形半導体基板、２・・・・・・真性半
導体または高抵抗ｎ形半導体層、３・・・・・・縞状ｐ
影領域、５・・・・・・ｐ形電極領域、６・・・・・・
電極、７・・・・・・ｎ形半導体基板側電極。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名４３
ードを示し、同図（ａ）は断面構造図、同図←）は表面
構造図、第２図は同ホトダイオードの等測的なポテンシ
ョメータを示す図、第３図はこの発明の実施例であるｐ
ｉｎダイオードを示し、同図（−）は断面構造図、同図
０））は表面構造図、第４図はこの発明の実施例である
ｐｉｎホトダイオードの縞状領域を光点が移動したとき
の光電流の増減を示すもので、同図（ａ）は白熱球によ
る光電流の増減図、同図（１））は赤外光による光電流
の増減図である。 １・・・・・・ｎ形半導体基板、２・・・・・・真性半
導体または高抵抗ｎ形半導体層、３・・・・・・縞状ｐ
影領域、５・・・・・・ｐ形電極領域、６・・・・・・
電極、７・・・・・・ｎ形半導体基板側電極。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名４３
Claims (1)
- 抵抗領域もしくは真性半導体領域の表面に形成された前
記半導体基板とは反対導電形の多数の縞状領域とを有し
、前記各縞状領域が相互に並列に結続されたことを特徴
とする感光半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58003976A JPS59127883A (ja) | 1983-01-12 | 1983-01-12 | 感光半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58003976A JPS59127883A (ja) | 1983-01-12 | 1983-01-12 | 感光半導体装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2004045A Division JPH02224281A (ja) | 1990-01-11 | 1990-01-11 | 入射位置検出用半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59127883A true JPS59127883A (ja) | 1984-07-23 |
| JPH0478032B2 JPH0478032B2 (ja) | 1992-12-10 |
Family
ID=11572081
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58003976A Granted JPS59127883A (ja) | 1983-01-12 | 1983-01-12 | 感光半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59127883A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62203346A (ja) * | 1986-03-04 | 1987-09-08 | Hamamatsu Photonics Kk | 半導体位置検出装置 |
| JPS6425581A (en) * | 1987-07-22 | 1989-01-27 | Matsushita Electronics Corp | Photosemiconductor |
| JPS6446987A (en) * | 1987-08-17 | 1989-02-21 | Hamamatsu Photonics Kk | Semiconductor position detector |
| JPS6461967A (en) * | 1987-09-02 | 1989-03-08 | Fuji Electric Co Ltd | Light position detecting element |
| WO1989006052A1 (en) * | 1987-12-14 | 1989-06-29 | Santa Barbara Research Center | Reticulated junction photodiode having enhanced responsivity to short wavelength radiation |
| JPH0480071U (ja) * | 1990-11-26 | 1992-07-13 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5072591A (ja) * | 1973-10-29 | 1975-06-16 | ||
| JPS52124889A (en) * | 1976-04-12 | 1977-10-20 | Matsushita Electronics Corp | Semiconductor photoelectric transducer |
| JPS5917288A (ja) * | 1982-07-20 | 1984-01-28 | Hamamatsu Tv Kk | 入射位置検出用半導体装置 |
| JPS6262074A (ja) * | 1985-08-12 | 1987-03-18 | ソシエテ アノニム モネガスク イノジユ | 管位置決め装置 |
-
1983
- 1983-01-12 JP JP58003976A patent/JPS59127883A/ja active Granted
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS5072591A (ja) * | 1973-10-29 | 1975-06-16 | ||
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| WO1989006052A1 (en) * | 1987-12-14 | 1989-06-29 | Santa Barbara Research Center | Reticulated junction photodiode having enhanced responsivity to short wavelength radiation |
| JPH0480071U (ja) * | 1990-11-26 | 1992-07-13 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0478032B2 (ja) | 1992-12-10 |
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| US4129878A (en) | Multi-element avalanche photodiode having reduced electrical noise | |
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