JPS60193386A - 受光素子 - Google Patents
受光素子Info
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- JPS60193386A JPS60193386A JP59050396A JP5039684A JPS60193386A JP S60193386 A JPS60193386 A JP S60193386A JP 59050396 A JP59050396 A JP 59050396A JP 5039684 A JP5039684 A JP 5039684A JP S60193386 A JPS60193386 A JP S60193386A
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- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims abstract description 8
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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
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- 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、フォトダイオード等の受光素子に関する。
一般にフォトダイオードは、第１図に示すようｖＣＮ形
のシリコン基板（１）と、基板（１） Ｋ形成されてｊ
ｉＬ： Ｗ Ｉｌｌ Ｊ−の焙児ｙＰＮ培会（９）ち耶
浦１、バＩ ”ｉ”２面鯰（３）により基板（１）との
間に基板（１）が正となるよう′に逆バイアス電圧が印
加される受光部であるＰ 層＜４）と、基板（１）上お
よびＰ層；４）上に真空蒸着あるいはスパッ脅リング等
により形成された表面保護用シリコン酸化膜（５）とに
より構成されてい乙。
のシリコン基板（１）と、基板（１） Ｋ形成されてｊ
ｉＬ： Ｗ Ｉｌｌ Ｊ−の焙児ｙＰＮ培会（９）ち耶
浦１、バＩ ”ｉ”２面鯰（３）により基板（１）との
間に基板（１）が正となるよう′に逆バイアス電圧が印
加される受光部であるＰ 層＜４）と、基板（１）上お
よびＰ層；４）上に真空蒸着あるいはスパッ脅リング等
により形成された表面保護用シリコン酸化膜（５）とに
より構成されてい乙。
そして、光が入射することにより、Ｐ層（４）中のマイ
ナスイオンおよび基板（１〕中のプラスイオンが接合（
２）領域まで拡散移動し、接合（２）の近傍に存在する
内部電場により、Ｐ層（４）中のマイナスイオンが基板
（１）側へ、基板（１）中のプラスイオンがＰ ｆｆｉ
（４）側にそれぞれ押し流され、基板（１）からＰ層
（４）へ光電流が流れる。
ナスイオンおよび基板（１〕中のプラスイオンが接合（
２）領域まで拡散移動し、接合（２）の近傍に存在する
内部電場により、Ｐ層（４）中のマイナスイオンが基板
（１）側へ、基板（１）中のプラスイオンがＰ ｆｆｉ
（４）側にそれぞれ押し流され、基板（１）からＰ層
（４）へ光電流が流れる。
ところが、この種のフォトダイオードでは、逆バイアス
により発生する接合（２）の近傍における内部電場によ
り、接合＜２）とシリコン酸化膜（５）との界面に電界
集中が発生し、エネルギの集中による耐圧の低下が生じ
てフォトダイオードの破壊が生し、あるいはシリコン酸
化膜（５）中のプラスイオンが基板（１）側に流れ込ん
だマイナスイオンと結合し易くｋり一光が入射しｋくて
も基板（１）からシリコン酸化膜（５）を介してＰ層（
４）Ｋリーク電流が流れ、接合（２）の降伏電圧が下が
り、素子の耐圧の低下を招くという欠点がある。
により発生する接合（２）の近傍における内部電場によ
り、接合＜２）とシリコン酸化膜（５）との界面に電界
集中が発生し、エネルギの集中による耐圧の低下が生じ
てフォトダイオードの破壊が生し、あるいはシリコン酸
化膜（５）中のプラスイオンが基板（１）側に流れ込ん
だマイナスイオンと結合し易くｋり一光が入射しｋくて
も基板（１）からシリコン酸化膜（５）を介してＰ層（
４）Ｋリーク電流が流れ、接合（２）の降伏電圧が下が
り、素子の耐圧の低下を招くという欠点がある。
そこで従来、接合（２）を囲むように基板（１）にガー
ドリングと呼ばれるＰ層を形成して基板（１）との境界
に他のＰＮ接合を形成し、当該Ｐ層と基板との間にはバ
イアス電圧を印加しないようにすることにより、接合（
２）の幅の狭い急峻々空乏層の幅を階段状に広げて接合
（２）とシリコン酸化膜（５）との界面における電界集
中を防止するようにしたフォトダイオード、あるいはシ
リコン酸化膜（５）上でかつ接合（２）の上方にアルミ
ニウム等の金属電極を設け、前記電極とＰ ＨＪ （４
）との間に前記電極が正となるように正バイアス電圧を
印加することにより、接合（２）とシリコン酸化膜（５
）との間に集中するプラスイオンを正にバイアスされた
前記電極中のマイナスイオンに引き付けるようにし、接
合（２）の空乏層を前記電極の幅に広げて接合（２）と
シリコン酸化膜（５）との界面における７［界集中の発
生を防止するようにしたフォトダイオードなどが考えら
れている。
ドリングと呼ばれるＰ層を形成して基板（１）との境界
に他のＰＮ接合を形成し、当該Ｐ層と基板との間にはバ
イアス電圧を印加しないようにすることにより、接合（
２）の幅の狭い急峻々空乏層の幅を階段状に広げて接合
（２）とシリコン酸化膜（５）との界面における電界集
中を防止するようにしたフォトダイオード、あるいはシ
リコン酸化膜（５）上でかつ接合（２）の上方にアルミ
ニウム等の金属電極を設け、前記電極とＰ ＨＪ （４
）との間に前記電極が正となるように正バイアス電圧を
印加することにより、接合（２）とシリコン酸化膜（５
）との間に集中するプラスイオンを正にバイアスされた
前記電極中のマイナスイオンに引き付けるようにし、接
合（２）の空乏層を前記電極の幅に広げて接合（２）と
シリコン酸化膜（５）との界面における７［界集中の発
生を防止するようにしたフォトダイオードなどが考えら
れている。
しかし、前者の場合、ガードリングを形成するためのマ
スクパクーンの構成、形状が複雑になり、製作が容易で
はないという欠点があり、後者の場合、前記電極が光を
透過しないため、フォトダイオードの実効的な受光面積
・が減少し、受光感度の低下を招くという欠点がある。
スクパクーンの構成、形状が複雑になり、製作が容易で
はないという欠点があり、後者の場合、前記電極が光を
透過しないため、フォトダイオードの実効的な受光面積
・が減少し、受光感度の低下を招くという欠点がある。
この発明は、前記の点に留意してうされたものであり、
受光面積が減少することなく、ｌ）Ｎ接合と表面保護膜
との界面における電界集中の発生を防止することを目的
とする。
受光面積が減少することなく、ｌ）Ｎ接合と表面保護膜
との界面における電界集中の発生を防止することを目的
とする。
この発明は、シリコン基板と、前記基板に形成されて前
記基板との境界にＰＮ接合を形成し前記基板との間に逆
バイアス電圧が印加される受光部と、前記基板および前
記受光部上に積層されたシリコン酸化膜からなる表面保
護膜と、前記保護膜上でかつ前記ＰＮ接合の上方に設け
られ前記受光部との間に正バイアス電圧が印加される透
明電極とを備えたことを特徴とする受光素子である。
記基板との境界にＰＮ接合を形成し前記基板との間に逆
バイアス電圧が印加される受光部と、前記基板および前
記受光部上に積層されたシリコン酸化膜からなる表面保
護膜と、前記保護膜上でかつ前記ＰＮ接合の上方に設け
られ前記受光部との間に正バイアス電圧が印加される透
明電極とを備えたことを特徴とする受光素子である。
したがって、この発明の受光素子によると、表面保護膜
上でかつＰＮ接合の上方に、受光部との間に正バイアス
電圧が印加される透明電極を設けたことにより、従来の
ように受光面積が減少することをく、ＰＮ接合と表面保
護膜との界面における電界集中の発生を防止することが
でき、特性の優れた受光素子を提供することができる。
上でかつＰＮ接合の上方に、受光部との間に正バイアス
電圧が印加される透明電極を設けたことにより、従来の
ように受光面積が減少することをく、ＰＮ接合と表面保
護膜との界面における電界集中の発生を防止することが
でき、特性の優れた受光素子を提供することができる。
つぎに、この発明を、その実施例を示した第２図以下の
図面とともに詳細に説明する。
図面とともに詳細に説明する。
まず、１実施例を示した第２図および第３図について説
明する。
明する。
それらの図面において、（６）はＮ形のシリコン基板、
（７）は基板（６）の中央部に形成されて基板（１）と
の境界［ＰＮ接合（８）を形成しバイアス回路（９）に
より基板（６）が正となるように逆バイアス電圧が印加
される受光部であるＰ層、０１はＰ層（７）を囲むよう
に基板（１）Ｋ形成されたガードリング２層、０υは基
板（６）上、Ｐ層（７） 、 Ｑ（ｅ上に真空蒸着ある
いはスパックリング等により積層された表面保護膜であ
るシリコン酸化膜、Ｑ陣は酸化膜０１）上でかつ接合（
８）の上方に設けられたＩＴＯすなわちインジウムティ
ンオキサイドからなる透明＋ｎ極、（ＩＩは蒸着により
電極（２）上に設けられ基板（６）および電極０２に！
気的に接続されたアルミニウムから女る一方の１＜イア
ス端子、ａ４１はＰ層（７）に接続して設けられたアル
ミニウムからなる他方のバイアス端子であり、両端子Ｑ
：ｌ 、 ０４）がバイアス回路（９）に接続され、電
極０邊が基板（６）と同電位す１わちＰ層（７）に対し
て正となるように正バイアス電圧が印加されるようにな
っチオ９、基板（６） 、 Ｐ 層（７） 、 Ｑｃ）
、酸化膜０υ２ｗＬ極α湯、両端子０３．ａ→により
フォトダイオードＯＱが構成されている。
（７）は基板（６）の中央部に形成されて基板（１）と
の境界［ＰＮ接合（８）を形成しバイアス回路（９）に
より基板（６）が正となるように逆バイアス電圧が印加
される受光部であるＰ層、０１はＰ層（７）を囲むよう
に基板（１）Ｋ形成されたガードリング２層、０υは基
板（６）上、Ｐ層（７） 、 Ｑ（ｅ上に真空蒸着ある
いはスパックリング等により積層された表面保護膜であ
るシリコン酸化膜、Ｑ陣は酸化膜０１）上でかつ接合（
８）の上方に設けられたＩＴＯすなわちインジウムティ
ンオキサイドからなる透明＋ｎ極、（ＩＩは蒸着により
電極（２）上に設けられ基板（６）および電極０２に！
気的に接続されたアルミニウムから女る一方の１＜イア
ス端子、ａ４１はＰ層（７）に接続して設けられたアル
ミニウムからなる他方のバイアス端子であり、両端子Ｑ
：ｌ 、 ０４）がバイアス回路（９）に接続され、電
極０邊が基板（６）と同電位す１わちＰ層（７）に対し
て正となるように正バイアス電圧が印加されるようにな
っチオ９、基板（６） 、 Ｐ 層（７） 、 Ｑｃ）
、酸化膜０υ２ｗＬ極α湯、両端子０３．ａ→により
フォトダイオードＯＱが構成されている。
ところで、前記フォトダイオード００では、Ｐ層（７）
、基板（６）間への逆バイアス電圧の印加による接合（
８）の近傍における内部電場により、接合（８）と酸化
膜Ｑηとの間に電界集中が発生するが、電極０ダを基板
（６）と同電位にバイアスすることにより、酸化膜αυ
中のプラスイオンが電極α々に誘引されるため、酸化膜
θυ中のプラスイオンが基板（６）中のマイナスイオン
と結合することもなく、接合（８）の幅が電極０４の幅
に広がることになり、電界集中の発生が防止され、リー
ク電流が抑制されるとともに、接合（８）の降吠電匝が
向上する。
、基板（６）間への逆バイアス電圧の印加による接合（
８）の近傍における内部電場により、接合（８）と酸化
膜Ｑηとの間に電界集中が発生するが、電極０ダを基板
（６）と同電位にバイアスすることにより、酸化膜αυ
中のプラスイオンが電極α々に誘引されるため、酸化膜
θυ中のプラスイオンが基板（６）中のマイナスイオン
と結合することもなく、接合（８）の幅が電極０４の幅
に広がることになり、電界集中の発生が防止され、リー
ク電流が抑制されるとともに、接合（８）の降吠電匝が
向上する。
したがって、前記実施例によると、従来のように受光面
積が減少することｉく、接合（８）と酸化膜０υとの界
面における電界集中の発生を防止することができ、リー
ク電流が抑制されるとともに、接合・′８）の降伏電圧
が向上し、耐圧が高く、暗電流の少ない特性の侵れたフ
ォトダイオード００を提供することができる。
積が減少することｉく、接合（８）と酸化膜０υとの界
面における電界集中の発生を防止することができ、リー
ク電流が抑制されるとともに、接合・′８）の降伏電圧
が向上し、耐圧が高く、暗電流の少ない特性の侵れたフ
ォトダイオード００を提供することができる。
なお、バイアス端子ａ３を電極０３に設けることができ
ないときは、第４図に示すように、アルミニウムからな
るバイアス端子Ｈを基板（６） Ｋ直接接触させ、接触
させた端子θＱを被覆して電極α４を形成するようにし
てもよい。
ないときは、第４図に示すように、アルミニウムからな
るバイアス端子Ｈを基板（６） Ｋ直接接触させ、接触
させた端子θＱを被覆して電極α４を形成するようにし
てもよい。
また、第５図に示すように基板（６）上に基板（６）と
の境界［ＰＮ接合を形成する複数のＰ層Ｑカが形成され
、基板（６）上および各Ｐ層αη上に表面保護膜である
シリコン酸化膜α約が形成された集積型のフォトダイオ
ードの場合には、前記両実施例と同様に、各２層ａ′り
を囲むように酸仁膜（至）上でかつ各ＰＮ接合の上方に
透明電極０１を設け、各２層０ηの近傍の電極０呻上お
よび各Ｐ層ａ力上にそれぞれバイアス端子（ホ）、Ｑυ
を設けても、この発明を同様に実施することができる。
の境界［ＰＮ接合を形成する複数のＰ層Ｑカが形成され
、基板（６）上および各Ｐ層αη上に表面保護膜である
シリコン酸化膜α約が形成された集積型のフォトダイオ
ードの場合には、前記両実施例と同様に、各２層ａ′り
を囲むように酸仁膜（至）上でかつ各ＰＮ接合の上方に
透明電極０１を設け、各２層０ηの近傍の電極０呻上お
よび各Ｐ層ａ力上にそれぞれバイアス端子（ホ）、Ｑυ
を設けても、この発明を同様に実施することができる。
第１図は従来の受光素子の一部の切断正面図、第２図以
下の図面はこの発明の受光素子の実施例を示し、第２図
および第３図は１実施例を示し、第２図（ａ）、Φ）は
それぞれ平面図および切断正面図、第３図は一部の切断
正面図、第４図および第５図はそれぞれ他の実施例を示
し、第４図（ａ） 、 （ｂ） 。 （Ｃ）はそれぞれ平面図、切断正面図および他の箇所に
おける切断正面図、第５図（ａ） 、 （ｂ）はそれぞ
れ平面図および切断正面図である。 （６）・・・シリコン基板、（７） 、 Ｏ’！＞・・
・２層、（１１） 、 ａ８１ シリコン酸化膜、（２
）、０呻・・・透明電極。 第３図 第 ４図 第 ５ 図
下の図面はこの発明の受光素子の実施例を示し、第２図
および第３図は１実施例を示し、第２図（ａ）、Φ）は
それぞれ平面図および切断正面図、第３図は一部の切断
正面図、第４図および第５図はそれぞれ他の実施例を示
し、第４図（ａ） 、 （ｂ） 。 （Ｃ）はそれぞれ平面図、切断正面図および他の箇所に
おける切断正面図、第５図（ａ） 、 （ｂ）はそれぞ
れ平面図および切断正面図である。 （６）・・・シリコン基板、（７） 、 Ｏ’！＞・・
・２層、（１１） 、 ａ８１ シリコン酸化膜、（２
）、０呻・・・透明電極。 第３図 第 ４図 第 ５ 図
Claims (1)
- ■ シリコン基板と、前記基板に形成されて前記基板と
の境界にＰＮ接合を形成し前記基板との間に逆バイアス
電圧が印加される受光部と、前記基板および前記受光部
上に積層されたシリコン酸化膜からなる表面保護膜と、
前記保護膜上でかつ前記ＰＮ接合の上方に設けられ前記
受光部との間に正バイアス電圧が印加される透明電極と
を備えたことを特徴とする受光素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59050396A JPS60193386A (ja) | 1984-03-15 | 1984-03-15 | 受光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59050396A JPS60193386A (ja) | 1984-03-15 | 1984-03-15 | 受光素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60193386A true JPS60193386A (ja) | 1985-10-01 |
Family
ID=12857712
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59050396A Pending JPS60193386A (ja) | 1984-03-15 | 1984-03-15 | 受光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60193386A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH045869A (ja) * | 1990-04-23 | 1992-01-09 | Sharp Corp | フォトダイオード |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4310868Y1 (ja) * | 1965-10-20 | 1968-05-11 | ||
| JPS5711767U (ja) * | 1980-06-24 | 1982-01-21 | ||
| JPS5777455A (en) * | 1980-08-26 | 1982-05-14 | Tetra Pak Dev | Cap |
| JPS5837828Y2 (ja) * | 1979-08-13 | 1983-08-26 | 凸版印刷株式会社 | 注出口付容器 |
-
1984
- 1984-03-15 JP JP59050396A patent/JPS60193386A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4310868Y1 (ja) * | 1965-10-20 | 1968-05-11 | ||
| JPS5837828Y2 (ja) * | 1979-08-13 | 1983-08-26 | 凸版印刷株式会社 | 注出口付容器 |
| JPS5711767U (ja) * | 1980-06-24 | 1982-01-21 | ||
| JPS5777455A (en) * | 1980-08-26 | 1982-05-14 | Tetra Pak Dev | Cap |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH045869A (ja) * | 1990-04-23 | 1992-01-09 | Sharp Corp | フォトダイオード |
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