JPS61199677A - Ｐｉｎフオトダイオ−ド - Google Patents
Ｐｉｎフオトダイオ−ドInfo
- Publication number
- JPS61199677A JPS61199677A JP60041676A JP4167685A JPS61199677A JP S61199677 A JPS61199677 A JP S61199677A JP 60041676 A JP60041676 A JP 60041676A JP 4167685 A JP4167685 A JP 4167685A JP S61199677 A JPS61199677 A JP S61199677A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- light
- electrode
- receiving side
- depletion layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 7
- 230000004044 response Effects 0.000 abstract description 10
- 230000023077 detection of light stimulus Effects 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract 1
- 238000012216 screening Methods 0.000 abstract 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
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
- H01L31/102—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by only one potential barrier
- H01L31/105—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by only one potential barrier the potential barrier being of the PIN type
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- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
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】
（イ）産業上の利用分野
本発明は、低電圧で高速応答性に優れたＰＩＮフォトダ
イオードに関する。
イオードに関する。
（ロ）従来技術とその問題点
一般に、ＰＩＮフォトダイオードは、Ｐ層、Ｎ層の間に
高圧抵抗領域としての１層が設けられており、線形応答
性、高速応答性に優れ、また、小形軽量であるなどの特
長を有する。特に高速応答性に関しては、逆バイアスの
電圧値が大きい程、１層に形成される空乏層の幅が広く
なって接合容量が小さくなるとともに、空乏層内で発生
するキャリアの加速電界が大きくなるため応答速度が速
くなる。このため、従来のＰＩＮフォトダイオードでは
、数十ボルト以上の比較的高い逆バイアスが印加される
。
高圧抵抗領域としての１層が設けられており、線形応答
性、高速応答性に優れ、また、小形軽量であるなどの特
長を有する。特に高速応答性に関しては、逆バイアスの
電圧値が大きい程、１層に形成される空乏層の幅が広く
なって接合容量が小さくなるとともに、空乏層内で発生
するキャリアの加速電界が大きくなるため応答速度が速
くなる。このため、従来のＰＩＮフォトダイオードでは
、数十ボルト以上の比較的高い逆バイアスが印加される
。
ところで、ＴＴＬ等の該論理回路は５層程度の低電圧の
レベルで動作するように設定されている。
レベルで動作するように設定されている。
したがって、上記ＰＩＮフォトダイオードを該論理回路
に接続して使用する場合、従来のＰＩＮフォトダイオー
ドを低電圧のもとで動作させると、前記空乏層の領域が
小さくなるなどの原因により高速応答性が悪（なり、Ｐ
ＩＮフォトダイオードの本来の特長が十分に発揮できな
くなる。
に接続して使用する場合、従来のＰＩＮフォトダイオー
ドを低電圧のもとで動作させると、前記空乏層の領域が
小さくなるなどの原因により高速応答性が悪（なり、Ｐ
ＩＮフォトダイオードの本来の特長が十分に発揮できな
くなる。
本発明は、従来の係る問題点を解消し、低電圧駆動のも
とでも十分な高速応答性を示すＰＩＮフォトダイオード
を提供することを目的とする。
とでも十分な高速応答性を示すＰＩＮフォトダイオード
を提供することを目的とする。
（ハ）問題点を解決するための手段
本発明は、上記の目的を達成するために、受光側の拡散
層の表面にはリング状の電流取出電極を設け１．１層は
所定の動作電圧において全幅が空乏層化する厚さに設定
し、受光側の表面には所定の動作電圧下において形成さ
れる前記空乏層の領域以外を覆う遮光電極を設けてＰＩ
Ｎフォトダイオードを構成している。
層の表面にはリング状の電流取出電極を設け１．１層は
所定の動作電圧において全幅が空乏層化する厚さに設定
し、受光側の表面には所定の動作電圧下において形成さ
れる前記空乏層の領域以外を覆う遮光電極を設けてＰＩ
Ｎフォトダイオードを構成している。
（ニ）作用
受光側の拡散層に設けられた電流取出電極はリング状に
形成されているので、受光量を確保した状態で電流取り
出し時の直列抵抗が低減される。
形成されているので、受光量を確保した状態で電流取り
出し時の直列抵抗が低減される。
また、５層程度の比較的低電圧の逆バイアスが印加され
た状態では１層の全幅が空乏層化される。
た状態では１層の全幅が空乏層化される。
しかも、空乏層化された領域以外は遮光電極で光が遮断
されるので、空乏層からのみキャリアが生成し、生成し
たキャリアは高速度でＰ層とＮ層とに移行する。
されるので、空乏層からのみキャリアが生成し、生成し
たキャリアは高速度でＰ層とＮ層とに移行する。
（ホ）実施例
以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて詳細に説明
する。
する。
第１図はＰＩＮフォトダイオードの平面図、第２図はＰ
ＩＮフォトダイオードを切り欠いて示す斜視図である。
ＩＮフォトダイオードを切り欠いて示す斜視図である。
これらの図において、符号１はＰＩＮフォトダイオード
、２はＮ層、４は受光側の ゛拡散層として設け
られたＰ層、６はエピタキシャル成長等で形成された１
層、８は逆バイアスの下で１層内に形成される空乏層、
１０ａ、ｌＯｂはチャンネルストッパー、Ｉ２はＮＪＩ
の裏面に形成された全面電極、１４はＳｉｎ、等の酸化
膜であり、上記構成は従来のものと同様である。
、２はＮ層、４は受光側の ゛拡散層として設け
られたＰ層、６はエピタキシャル成長等で形成された１
層、８は逆バイアスの下で１層内に形成される空乏層、
１０ａ、ｌＯｂはチャンネルストッパー、Ｉ２はＮＪＩ
の裏面に形成された全面電極、１４はＳｉｎ、等の酸化
膜であり、上記構成は従来のものと同様である。
この実施例の特徴とするところは、受光側の２層４の表
面に、該Ｐ層の外周縁に沿ってリング状の電流取出電極
１６が設けられていること、１層６が論理回路等の動作
電圧である５層程度の逆バイアスがかかった状態におい
てその全幅りが空乏層８化する厚さに設定されているこ
と、さらに受光側の表面には上記所定の逆バイアスの下
で１層°内に形成された空乏層８の領域以外を覆う遮光
電極１８が形成されていることである。
面に、該Ｐ層の外周縁に沿ってリング状の電流取出電極
１６が設けられていること、１層６が論理回路等の動作
電圧である５層程度の逆バイアスがかかった状態におい
てその全幅りが空乏層８化する厚さに設定されているこ
と、さらに受光側の表面には上記所定の逆バイアスの下
で１層°内に形成された空乏層８の領域以外を覆う遮光
電極１８が形成されていることである。
したがって、この実施例のＰＩＮフォトダイオード１で
は、受光側の２層４に接続して設けられた電流取出電極
１６はリング状に形成されているので、受光効率に支障
を生じることなく電極面積を確保できるのでその直列抵
抗が低減され、光検出電流を有効に取り出すことができ
る。また、１層６を所定の厚さＤに設定しているので、
５層程度の比較的低電圧の逆バイアスが印加された状態
では１層６の全幅りが空乏層８となる。しかも、空乏層
８の領域以外は遮光電極１８で光が遮断されているため
、空乏層８のみに光が入射する。そして、入射した光の
エネルギーが禁止帯幅以上であると、この空乏層８から
キャリアが生成する。
は、受光側の２層４に接続して設けられた電流取出電極
１６はリング状に形成されているので、受光効率に支障
を生じることなく電極面積を確保できるのでその直列抵
抗が低減され、光検出電流を有効に取り出すことができ
る。また、１層６を所定の厚さＤに設定しているので、
５層程度の比較的低電圧の逆バイアスが印加された状態
では１層６の全幅りが空乏層８となる。しかも、空乏層
８の領域以外は遮光電極１８で光が遮断されているため
、空乏層８のみに光が入射する。そして、入射した光の
エネルギーが禁止帯幅以上であると、この空乏層８から
キャリアが生成する。
この空乏層８で生成したキャリアはドリフトにより２層
４と８層２とに移行する。このため、低電圧下でも高速
応答性を示すことになる。
４と８層２とに移行する。このため、低電圧下でも高速
応答性を示すことになる。
なお、本実施例の他、Ｐ層とＮ層とを逆の構成にしても
よいのは勿論である。。
よいのは勿論である。。
（へ）効果
以上のように本発明によれば、５層程度の比較的低電圧
で動作させても十分な高速応答性が得られる。したがっ
て、論理回路との整合性が高められる等の効果が発揮さ
れる。
で動作させても十分な高速応答性が得られる。したがっ
て、論理回路との整合性が高められる等の効果が発揮さ
れる。
図面は本発明の一実施例を示し、第１図はＰＩＮフ中ト
ダイオードの平面図、第２図はＰＩＮフォトダイオード
を切り欠いて示す斜視図である。 ！・・・ＰＩＮフォトダイオード、２・・・Ｎ層、４・
・・Ｐ層、６・・・１層、８・・・空乏層、１６・・・
電流取出電極、１８・・・遮光電極。
ダイオードの平面図、第２図はＰＩＮフォトダイオード
を切り欠いて示す斜視図である。 ！・・・ＰＩＮフォトダイオード、２・・・Ｎ層、４・
・・Ｐ層、６・・・１層、８・・・空乏層、１６・・・
電流取出電極、１８・・・遮光電極。
Claims (1)
- （１）受光側の拡散層の表面にはリング状の電流取出電
極が設けられ、Ｉ層は所定の動作電圧において全幅が空
乏層化する厚さに設定され、受光側の表面には前記所定
の動作電圧下において形成された前記空乏層の領域以外
を覆う遮光電極が設けられていることを特徴とするＰＩ
Ｎフォトダイオード。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60041676A JPS61199677A (ja) | 1985-03-01 | 1985-03-01 | Ｐｉｎフオトダイオ−ド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60041676A JPS61199677A (ja) | 1985-03-01 | 1985-03-01 | Ｐｉｎフオトダイオ−ド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61199677A true JPS61199677A (ja) | 1986-09-04 |
Family
ID=12615014
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60041676A Pending JPS61199677A (ja) | 1985-03-01 | 1985-03-01 | Ｐｉｎフオトダイオ−ド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61199677A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0286177A (ja) * | 1988-09-22 | 1990-03-27 | Fujitsu Ltd | 光電変換装置 |
| JPH0338070A (ja) * | 1989-07-04 | 1991-02-19 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体受光素子 |
| NL9002098A (nl) * | 1990-01-25 | 1991-08-16 | Mitsubishi Electric Corp | Halfgeleider-lichtdetectorinrichting. |
| JPH0519289A (ja) * | 1991-01-09 | 1993-01-29 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 空間光変調素子 |
| JP2004247769A (ja) * | 2004-06-02 | 2004-09-02 | Sharp Corp | 受光素子および回路内蔵受光素子 |
-
1985
- 1985-03-01 JP JP60041676A patent/JPS61199677A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0286177A (ja) * | 1988-09-22 | 1990-03-27 | Fujitsu Ltd | 光電変換装置 |
| JPH0338070A (ja) * | 1989-07-04 | 1991-02-19 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体受光素子 |
| NL9002098A (nl) * | 1990-01-25 | 1991-08-16 | Mitsubishi Electric Corp | Halfgeleider-lichtdetectorinrichting. |
| JPH03220782A (ja) * | 1990-01-25 | 1991-09-27 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体受光装置 |
| JPH0519289A (ja) * | 1991-01-09 | 1993-01-29 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 空間光変調素子 |
| JP2004247769A (ja) * | 2004-06-02 | 2004-09-02 | Sharp Corp | 受光素子および回路内蔵受光素子 |
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