JPS5988875A - 光電変換素子 - Google Patents
光電変換素子Info
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- JPS5988875A JPS5988875A JP57198604A JP19860482A JPS5988875A JP S5988875 A JPS5988875 A JP S5988875A JP 57198604 A JP57198604 A JP 57198604A JP 19860482 A JP19860482 A JP 19860482A JP S5988875 A JPS5988875 A JP S5988875A
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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 at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. phototransistors
- H01L31/101—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation
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- H01L31/1105—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by two potential barriers or surface barriers, e.g. bipolar phototransistor the device being a bipolar phototransistor
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
この発明は光電変換素子に係シ、特にスイッチング速度
を向上させた受光素子に関する。
を向上させた受光素子に関する。
従来、光電変換素子には第１図および第２図に示すもの
があった。すなわち、Ｎ形シリコン基板１の内表面にＰ
形の不純物を拡散してベース領域２を設け、このベース
領域２内の一部領域にＮ形不純物を拡散したエミッタ領
域３を設けた第１図の受光素子がある。さらに第１図の
ベース領域２を第２図のように二層構造にしたものがあ
る。すなわち、ベース領域のＰ影領域を離隔して設け、
このＰ領域相互間の表面に高濃度のＰ影領域（Ｐ＋）６
を跨設した構造の受光素子などがある。こｎらのＮＰＮ
）ランジスタ構造は、ベース面積ヲ広くして光吸収時
のキャリアの発生を多クシ、光感度が高いの全特徴とす
る構成であった。
があった。すなわち、Ｎ形シリコン基板１の内表面にＰ
形の不純物を拡散してベース領域２を設け、このベース
領域２内の一部領域にＮ形不純物を拡散したエミッタ領
域３を設けた第１図の受光素子がある。さらに第１図の
ベース領域２を第２図のように二層構造にしたものがあ
る。すなわち、ベース領域のＰ影領域を離隔して設け、
このＰ領域相互間の表面に高濃度のＰ影領域（Ｐ＋）６
を跨設した構造の受光素子などがある。こｎらのＮＰＮ
）ランジスタ構造は、ベース面積ヲ広くして光吸収時
のキャリアの発生を多クシ、光感度が高いの全特徴とす
る構成であった。
しかしながら、ベース領域２が広いために光吸収時のキ
ャリアの発生が多く、入射光が遮断状態になると、この
キャリアが再箱合するまでに時間がかかシ、ターンオフ
時間が長くなる欠点があった。このターンオフの時間は
、短くてもスイッチングスピードは１５〜２０μ秒が限
界であった。一方、受光部であるベース領域２の面積ヲ
小さく、シリコン基板の比抵抗を下げるとスイッチング
スピードは速くなるが、今度は光感度や耐圧が低下する
などの問題点があった。
ャリアの発生が多く、入射光が遮断状態になると、この
キャリアが再箱合するまでに時間がかかシ、ターンオフ
時間が長くなる欠点があった。このターンオフの時間は
、短くてもスイッチングスピードは１５〜２０μ秒が限
界であった。一方、受光部であるベース領域２の面積ヲ
小さく、シリコン基板の比抵抗を下げるとスイッチング
スピードは速くなるが、今度は光感度や耐圧が低下する
などの問題点があった。
この発明は上記点に鑑みてなされたもので、光感度や耐
圧の劣下がなくスイッチングスピードを向上させた光電
変換素子を提供するものである。
圧の劣下がなくスイッチングスピードを向上させた光電
変換素子を提供するものである。
すなわち、Ｐ−Ｎ接合を有する光電変換集子の受光部表
面にこの受光部の導電型と異なる導電型領域を設けるこ
とによシ、光感度や耐圧を低下させることなくスイッチ
ング速度を向上させた光電変換素子を得るものである。
面にこの受光部の導電型と異なる導電型領域を設けるこ
とによシ、光感度や耐圧を低下させることなくスイッチ
ング速度を向上させた光電変換素子を得るものである。
表面に形成さｆる異なる導電型領域は受光領域の全域面
でもよいが、受光領域表面の一部領域でもよい。
でもよいが、受光領域表面の一部領域でもよい。
次に、この発明素子’ｋ ＮＰＮホトトランジスタに適
用した実施例を、第３図乃至第４図を参照して説明する
。第３図に示すように、−導電型半導体基板例えばＮ形
シリコン基板３１の一面にＰ形不純物例えば硼素を熱拡
散し、深さ例えば４μ直径４５０μのＰ影領域を形成し
、てベース領域３２とする。このベース領域３２の不純
物濃度は例えば１ｘｌＯ”乃至２ Ｘ １０” ｔｙｎ
−”である。
用した実施例を、第３図乃至第４図を参照して説明する
。第３図に示すように、−導電型半導体基板例えばＮ形
シリコン基板３１の一面にＰ形不純物例えば硼素を熱拡
散し、深さ例えば４μ直径４５０μのＰ影領域を形成し
、てベース領域３２とする。このベース領域３２の不純
物濃度は例えば１ｘｌＯ”乃至２ Ｘ １０” ｔｙｎ
−”である。
このように形成したベース領域３２の一部例えば周辺部
にＮ形不純物例えば燐を熱拡散し、直径２００μのＮ影
領域を形成してエミッタ領域３３とする。このエミッタ
領域３３の不純物濃度祉例えばＩ Ｑ”ｃｒｎ−”ｉ度
である。このエミッタ領域、ヲ３よシベース領域３２は
２倍以上その面積が大きい構成になっている。そして、
この発明は、受光部として機能するベース領域３２の表
面に、このベース領域３２の導電型Ｐ形と異なる導電形
のＮ影領域３４を形成する。このＮ影領域３４はエミッ
タ領域３３を形成する時に同時に熱拡散してもよい。こ
の場合、Ｎ影領域３４はエミッタ領域よル不純物嬢度が
低くても良いので、薄い酸化膜を介して熱拡散すると製
造工程の削減に大きな効果がある。
にＮ形不純物例えば燐を熱拡散し、直径２００μのＮ影
領域を形成してエミッタ領域３３とする。このエミッタ
領域３３の不純物濃度祉例えばＩ Ｑ”ｃｒｎ−”ｉ度
である。このエミッタ領域、ヲ３よシベース領域３２は
２倍以上その面積が大きい構成になっている。そして、
この発明は、受光部として機能するベース領域３２の表
面に、このベース領域３２の導電型Ｐ形と異なる導電形
のＮ影領域３４を形成する。このＮ影領域３４はエミッ
タ領域３３を形成する時に同時に熱拡散してもよい。こ
の場合、Ｎ影領域３４はエミッタ領域よル不純物嬢度が
低くても良いので、薄い酸化膜を介して熱拡散すると製
造工程の削減に大きな効果がある。
このようにして形成された素子は、Ｎ形シリコン基板３
１の裏面にコレクタ電極、エミッタ領域３３にエミッタ
電極を夫々金又はアルミニウムなどの金属を蒸着して形
成すｎば良い。このようにしてＮＰＮホトトランジスタ
を構成する。
１の裏面にコレクタ電極、エミッタ領域３３にエミッタ
電極を夫々金又はアルミニウムなどの金属を蒸着して形
成すｎば良い。このようにしてＮＰＮホトトランジスタ
を構成する。
このような構成でなるホトトランジスタは、受光部とな
るＰ形のベース領域３２の表面にこの領域とは異なる導
電型であるＮ影領域３４を設けるようにしたので、光吸
収時に発生したキャリアは元を遮断したときにＮ影領域
３４で吸収さする。このため、ターンオフ時のスイッチ
ング速度は従来にくらべて向上させることができる。し
かも、受光部となるベース領域３２０面積、シリコン基
板３１自体の比抵抗は従来と変わらないので、光感度や
耐電圧を劣化させる５− ことはない。
るＰ形のベース領域３２の表面にこの領域とは異なる導
電型であるＮ影領域３４を設けるようにしたので、光吸
収時に発生したキャリアは元を遮断したときにＮ影領域
３４で吸収さする。このため、ターンオフ時のスイッチ
ング速度は従来にくらべて向上させることができる。し
かも、受光部となるベース領域３２０面積、シリコン基
板３１自体の比抵抗は従来と変わらないので、光感度や
耐電圧を劣化させる５− ことはない。
第４図は、異なる構造のホトトランジスタに適用した実
施例を示めす図である。即ち、−導電型半導体基板例え
ばＮ形シリコン基板４１の一面にＰ形不純物を離隔して
選択拡散してＰ影領域４２．４３を形成し、Ｐ影領域４
２．４３間に高濃度Ｐ影領域（Ｐ ＋）７４４ ’ｃ影
形成て、Ｐ影領域４２，４３、Ｐ十領域４５を構成する
。
施例を示めす図である。即ち、−導電型半導体基板例え
ばＮ形シリコン基板４１の一面にＰ形不純物を離隔して
選択拡散してＰ影領域４２．４３を形成し、Ｐ影領域４
２．４３間に高濃度Ｐ影領域（Ｐ ＋）７４４ ’ｃ影
形成て、Ｐ影領域４２，４３、Ｐ十領域４５を構成する
。
前記Ｐ影領域４３内にＮ形不純物を熱拡散したＮ影領域
を形成し、こｎ？エミッタ領域４６とする。
を形成し、こｎ？エミッタ領域４６とする。
さらに、前記Ｐ十領域４４表面に異なる導電型領域のＮ
影領域４７１ｒ：形成する。このＮ影領域４７はエミッ
タ領域４６を形成する際に同時に形成することができ、
Ｎ影領域４７の不純物濃度を低濃度にしたい場合は、薄
い酸化膜例えばシリコン酸化膜を介して熱拡散すると好
適である。
影領域４７１ｒ：形成する。このＮ影領域４７はエミッ
タ領域４６を形成する際に同時に形成することができ、
Ｎ影領域４７の不純物濃度を低濃度にしたい場合は、薄
い酸化膜例えばシリコン酸化膜を介して熱拡散すると好
適である。
次に、シリコン基板４１の裏面にコレクタ電極、エミッ
タ領域４６にエミッタｖ１．極を金やア６− ルミニウムなどの金属を蒸着などによ多形成してホトト
ランジスタを構成する。
タ領域４６にエミッタｖ１．極を金やア６− ルミニウムなどの金属を蒸着などによ多形成してホトト
ランジスタを構成する。
このツ施例におけるホトトランジスタにおいても、第３
図の実施例のものと同様の理由によシ、光感度や耐電圧
を劣化させることなくスイッチング速度を向上させるこ
とができる。
図の実施例のものと同様の理由によシ、光感度や耐電圧
を劣化させることなくスイッチング速度を向上させるこ
とができる。
第５図は、この発明におけるホトトランジスタと従来の
ものとのスイッチング速度を比較した特性図であシ、横
軸には電流増幅率ｈｆｅが、縦軸にはスイッチング速度
（μ秒）がそｔぞ打とらｎている。図から明らかなよう
に、本発明の、１ ものでは従来にくらべてスイッチング速度か〉以下に向
上することができた。また、このようにスイッチング速
度全改善したホトトランジスタの元ｖｃ感度や耐電圧は
、受光部面積や抵抗値については従来通シで良いので劣
化は見ら扛なかった。
ものとのスイッチング速度を比較した特性図であシ、横
軸には電流増幅率ｈｆｅが、縦軸にはスイッチング速度
（μ秒）がそｔぞ打とらｎている。図から明らかなよう
に、本発明の、１ ものでは従来にくらべてスイッチング速度か〉以下に向
上することができた。また、このようにスイッチング速
度全改善したホトトランジスタの元ｖｃ感度や耐電圧は
、受光部面積や抵抗値については従来通シで良いので劣
化は見ら扛なかった。
なお、上記実施例では、Ｎ影領域３４．４７を領域３３
．４６と同程度の高い濃度で形成［７た例について説明
したが、この領域３４ 、３７の濃度がかなシ低くても
スイッチング速度の改善に効果がある。
．４６と同程度の高い濃度で形成［７た例について説明
したが、この領域３４ 、３７の濃度がかなシ低くても
スイッチング速度の改善に効果がある。
また、上記実施例では、Ｎ影領域３４ 、４７は熱拡散
で形成した例について説明したが、イオン注入、イオン
ブレーティング、蒸着など伺ｎの手段で形成しても上記
実施例と同様な効果がある。
で形成した例について説明したが、イオン注入、イオン
ブレーティング、蒸着など伺ｎの手段で形成しても上記
実施例と同様な効果がある。
さらに、上記実施例では、この発明をホトトランジスタ
に適用した例について説明したが、ホトダイオードの受
光部に適用しても光吸収で発生したキャリアについて入
射光遮断時のキャリア吸収効果を有するものである。
に適用した例について説明したが、ホトダイオードの受
光部に適用しても光吸収で発生したキャリアについて入
射光遮断時のキャリア吸収効果を有するものである。
以上説明したようにこの発明によｒ、げ、受光部にこの
受光部と異なる導電型領域を表面に形成したので、光吸
収で発生したキャリアは入射光が無くなった時、前記具
なる導電型領域がキャリアを吸収する方向で働きターン
オフ時間が短縮さｎる効果を有する。
受光部と異なる導電型領域を表面に形成したので、光吸
収で発生したキャリアは入射光が無くなった時、前記具
なる導電型領域がキャリアを吸収する方向で働きターン
オフ時間が短縮さｎる効果を有する。
第１図および第２図は従来のホトトランジスタを説明す
るための断面図、第３図および第４図はこの発明の詳細
な説明するための断面図、第５図は従来とこの発明ホト
トランジスタの元スイッチング特性を比較して示めす特
性図である。 ３１．４１・・・シリコン基板、３２，４２゜４３．４
４・・・ペース領域（受光部）、３３．４６・・・エミ
ッタ領域、３４．４７・・・Ｎ影領域。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦−９＝ 特許庁長官 若 杉 和 夫 殿 １．事件の表示 特願昭５７−１９８６０４号 ２、発明の名称 光電変換素子 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 （３０７）東京芝浦電気株式会社 ４、代理人 ６ 補正の対象 明細書 市の内容 明細書の第５頁第５行目に「・・・効果がある−とある
を、「・・・効果がある。上記Ｎ影領域３４はペース領
域３２内にてエミッタ領域３３から図示の通り独立して
おり、外部から電気的接続をもって電位が供給されるよ
うにはなっていない。」と訂正する。 （２） 明細書の第６頁第１７行目ないし第１８行目
に「・・・好適である。」とあるを、「・・・好適であ
る。上記Ｎ影領域４７はＰ領域４４内にてエミッタ領域
４６から図示の通り独立しており、外部から電気的接続
をもって電位が供給されるようにはなっていない。」と
訂正する。
るための断面図、第３図および第４図はこの発明の詳細
な説明するための断面図、第５図は従来とこの発明ホト
トランジスタの元スイッチング特性を比較して示めす特
性図である。 ３１．４１・・・シリコン基板、３２，４２゜４３．４
４・・・ペース領域（受光部）、３３．４６・・・エミ
ッタ領域、３４．４７・・・Ｎ影領域。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦−９＝ 特許庁長官 若 杉 和 夫 殿 １．事件の表示 特願昭５７−１９８６０４号 ２、発明の名称 光電変換素子 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 （３０７）東京芝浦電気株式会社 ４、代理人 ６ 補正の対象 明細書 市の内容 明細書の第５頁第５行目に「・・・効果がある−とある
を、「・・・効果がある。上記Ｎ影領域３４はペース領
域３２内にてエミッタ領域３３から図示の通り独立して
おり、外部から電気的接続をもって電位が供給されるよ
うにはなっていない。」と訂正する。 （２） 明細書の第６頁第１７行目ないし第１８行目
に「・・・好適である。」とあるを、「・・・好適であ
る。上記Ｎ影領域４７はＰ領域４４内にてエミッタ領域
４６から図示の通り独立しており、外部から電気的接続
をもって電位が供給されるようにはなっていない。」と
訂正する。
Claims (4)
- （１）Ｐ−Ｎ接合を有する光電変換素子の受光部表面に
この受光部の導電型と異なる導電型領域を設けたことを
特徴とする光電変換素子。 - （２）前記受光部はホトトランジスタのベース領域であ
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光電変
換素子。 - （３）前記具なる導電型領堵は受光部表面の一部に設け
ら扛たものである特許請求の範囲第１項記載の光電変換
素子。 - （４）前記受光部はホトトランジスタのベース領域であ
シ、このベース領域の面積がエミッタ領域よりも２倍以
上広いこと’ｔ−％徴とする特許請求の範囲第２項記載
の光電変換素子。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57198604A JPS5988875A (ja) | 1982-11-12 | 1982-11-12 | 光電変換素子 |
| US06/543,327 US4649409A (en) | 1982-11-12 | 1983-10-19 | Photoelectric transducer element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57198604A JPS5988875A (ja) | 1982-11-12 | 1982-11-12 | 光電変換素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5988875A true JPS5988875A (ja) | 1984-05-22 |
Family
ID=16393953
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57198604A Pending JPS5988875A (ja) | 1982-11-12 | 1982-11-12 | 光電変換素子 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4649409A (ja) |
| JP (1) | JPS5988875A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03185879A (ja) * | 1989-12-15 | 1991-08-13 | Canon Inc | 光電変換装置 |
| US6338451B1 (en) | 1996-06-13 | 2002-01-15 | Doerfel G. Walter | Cross cutting device for a winding machine |
| JP2021519519A (ja) * | 2018-03-29 | 2021-08-10 | ヴィシャイ セミコンダクター ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングＶｉｓｈａｙ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ＧｍｂＨ | 感光性半導体部品、および感光性半導体部品の形成方法 |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4686554A (en) * | 1983-07-02 | 1987-08-11 | Canon Kabushiki Kaisha | Photoelectric converter |
| JPS62109376A (ja) * | 1985-11-08 | 1987-05-20 | Nissan Motor Co Ltd | 受光用半導体装置 |
| US5436496A (en) * | 1986-08-29 | 1995-07-25 | National Semiconductor Corporation | Vertical fuse device |
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