JPS6239713A - 半導体位置検出装置 - Google Patents

半導体位置検出装置

Info

Publication number
JPS6239713A
JPS6239713A JP60179799A JP17979985A JPS6239713A JP S6239713 A JPS6239713 A JP S6239713A JP 60179799 A JP60179799 A JP 60179799A JP 17979985 A JP17979985 A JP 17979985A JP S6239713 A JPS6239713 A JP S6239713A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
region
transistor
conductivity type
field effect
effect transistor
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.)
Granted
Application number
JP60179799A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0518472B2 (ja
Inventor
Mikio Kyomasu
幹雄 京増
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hamamatsu Photonics KK
Original Assignee
Hamamatsu Photonics KK
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hamamatsu Photonics KK filed Critical Hamamatsu Photonics KK
Priority to JP60179799A priority Critical patent/JPS6239713A/ja
Publication of JPS6239713A publication Critical patent/JPS6239713A/ja
Publication of JPH0518472B2 publication Critical patent/JPH0518472B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Optical Transform (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Photo Coupler, Interrupter, Optical-To-Optical Conversion Devices (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。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、帯状の受光部に入射した光の位置を検出する
ことができる半導体装置検出装置に関する。
(従来の技術) この種の半導体装置検出装置についてカメラやビデオ用
自動焦点検出装置等の利用を目的とした検討が行われて
いる。
以下、まず前記半導体検出器の基本的構成と被写体距離
検出の基本的利用例を簡単に説明する。
従来の半導体装置検出装置100は第11図に示すよう
に半導体基板の表面にP形接合層の受光部を形成したも
のである。
この半導体装置検出装置100の受光部に入射した光点
の位置により、左右の電極101.102から流出する
電流の比が変わることを利用して入射位置を検出するこ
とができる。
第12図は半導体装置検出装置を用いた距離計の原理を
示す略図である。
LED等の発光素子103と半導体装置検出装置lOO
は一定基線長(D)Mれて配置され、発光素子103の
光はレンズ104を介して前方の物体106に投射され
る。
前方の物体106からの反射光はレンズ105により集
束されて半導体装置検出装置100に入射させられる。
前方の物体106までの距離2により、半導体装置検出
装置100に入射する光の位置が変わるから左右の電極
から流出する電流の比を求めることにより、被写体まで
の距離を知ることができる。
当然のことではあるが自然光照明による他の物体からの
入射光等が存在するために、前記目的とする物体106
からの反射光とその他の入射光の量を区別する必要があ
る。
以下前記LED等の発光素子103の目的とする物体か
らの反射光(信号光)以外の入射光を背景光ということ
にする。信号光の量は前方の物体106までの距meの
2乗に重比例して減衰する。
したがって、信号光に対して背景光の方が数100倍に
なることも予想できる。
この背景光から信号光を抽出するために、第13図に示
すような信号光抽出回路が考えられる。
半導体装置検出装置100の前記左右の電極101.1
02にはそれぞれ定電流源110a、11Qbが接続さ
れており、前記定電流源110a。
110bに背景光記憶用のバイポーラトランジスタ11
3a、113bが直列に接続されている。
また前記左右の電極101,102には出力取り出し用
のトランジスタ112a、112bのベース電極と、演
算増幅器116a、116bの非反転入力端子が接続さ
れている。
出力取り出し用のトランジスタ112a、112bのコ
レクタはそれぞれダイオード1113.111bを介し
て電源に接続されている。
各演算増幅器114a、114bの反転入力端子には基
準電圧VTが接続されている。
各演算増幅器114a、114bの出力端子はそれぞれ
スイッチ116a、116bを介して前記背景光記憶用
のコンデンサ115a、115bに接続されている。
前記回路において、信号光が入射していない時に前記ス
イッチ116a、1I6bを閉成して背景光のレベルを
背景光記憶用のコンデンサ115a。
115bに記憶させる。
これにより背景光記憶用のバイポーラトランジスタ11
3a、113bのコレクタ電流を固定し、前記スイッチ
116a、116bを開き、第12図に示す発光素子1
03を駆動する。
被測定物体106からの反射光が半導体装置検出装置1
00の任意の点に入射すると、背景光成分はトランジス
タ113a、113bにより抜き取られ信号光に対応す
る電流1.、I2に対応する電圧V、、V2が出力取り
出し用のトランジスタ112a、112bのコレクタに
現れる。
前詰のような構成により、背景光成分を除去することが
できるが、前記背景光記憶用のトランジスタがバイポー
ラトランジスタであることから、前記背景光記憶用のコ
ンデンサ115a、115bに記憶された電圧の時間的
変化が誤差となり、この誤差が無視できない。
また前記回路では前記定電流源110a、110bの特
性が正しく一致することが前提となっており、特性の差
が誤差の直接の原因となる。
このような複雑なインターフェースを入射位置検出装置
の外側に設けることは装置の特性維持の観点から好まし
いものではない。
(発明の目的) 本発明の目的は、前述した背景光除去用のインターフェ
ースを半導体装置検出装置側に内蔵させることにより、
より高い精度で安定した動作をする半導体装置検出装置
を提供することにある。
(発明の構成および作用) 前記目的を達成するために本発明による第1の半導体装
置検出装置は、第1の導電形の半導体基板表面に形成さ
れた帯状の第2の導電形の層と前記基板間に形成される
帯状のホトダイオニド領域と、前記帯状のホトダイオー
ド領域の一方端に連続する前記帯状の拡散層と同じ第2
の導電形のベース領域と、前記ベース領域内に形成され
た第1の導電形の領域からなる一方のトランジスタと、
前記半導体基板表面に前記一方のトランジスタのベース
領域と前記ベース領域に隣接して設けられた第2の導電
形の領域およびその間のチャネル領域に絶縁層を介して
形成されたゲート電極からなる一方の電界効果トランジ
スタと、前記ホトダイオード領域に対して前記一方のト
ランジスタに対称な位置と形状を持つ他方のトランジス
タと、前記ホトダイオード領域に対して前記一方の電界
効果トランジスタと対称な位置と形状を持つ他方の電界
効果トランジスタと、前記帯状のホトダイオード領域の
中心部と前記中心部に隣接して形成された第2の導電形
の領域および前記各領域間のチャネル領域に絶縁層を介
して形成されたゲート電極からなる第3の電界効果トラ
ンジスタから構成されている。
また本発明による第2の半導体装置検出装置は、前記第
3の電界効果トランジスタを一方および他方の電界効果
トランジスタに対応するように対称な位置に分割して設
けである。
本発明は、半導体装置検出装置を前述した距離計に利用
する場合に、背景光除去用の電界効果トランジスタの飽
和特性を利用するという原理に基づいている。
前記一方および他方の電界効果トランジスタがこの背景
光除去用の電界効果トランジスタとして使用される。
この一方および他方の電界効果トランジスタの飽和特性
を実現するために、定電流を供給する必要がある。
そのために前記第3の電界効果トランジスタをゲートと
ソースが接続されたディプレッションMOSトランジス
タにして定電流源とする。
この第3の電界効果トランジスタは、前記半導体装置検
出器の帯状のホトダイオード中央に関連して設けである
ので、帯状のホトダイオードの両側に全く等しい電流を
供給することができる。
信号電流は前記一方および他方のトランジスタにより増
幅されて取り出される。
このように増幅用の前記一方および他方のトランジスタ
を半導体装置検出器側に内蔵することにより、背景光成
分を消去した後、信号を内部で増幅することができる。
そのため半導体位置検出装置の出力を処理するその後の
信号処理が簡単となる。また、後段の回路にMO5I−
ランジスタを使用することができる。
(実施例) 以下、図面等を参照して本発明をさらに詳しく説明する
第1図は本発明による半導体装置検出装置の第1の実施
例装置の表面の酸化膜絶縁層を除去して示した平面図、
第2図は電極等の配線を終了した状態での平面図である
第3図は本発明による前記実施例装置の前記第2図の■
−■切断端面図、第4図は本発明による前記実施例装置
の前記第2図のIV−IV切断端面図である。
第5図は本発明による前記実施例装置の前記第2図のV
−V切断端面図である。
N−の基板を用意して、P+拡散用のマスクを用いてP
+拡散領域2.5a、6a、5b、6b領域を形成する
続いてN+拡散用のマスクを用いてN+拡散領域8.3
a、7a、3b、7b領域を形成する。
続いてゲートの酸化を行う。
帯状のホトダイオード領域4(第1図および第5図参照
)をP一層をイオン注入により形成する。
表面に形成されている絶縁層にコンタクト領域の孔を設
けたのちにゲートと配線のためのアルミニュウム電極1
0、lla、12a、llb、12b、13を形成する
。第2図では電極配線を斜線で示し、前記コンタクト領
域は2重の斜線で示しである。
第1図に示すN+領域8は基板の電位を取り出すための
もので電極14が接続されている。
第6図は本発明による前記実施例装置の等価回路図であ
る。
帯状のホトダイオード領域4を無数のコンデンサ、ダイ
オード、抵抗、電流源で代表させている。
定電流源を形成するゲートとソースを接続したディプレ
ッションMO3)ランジスタQ1の構造は主として第3
図および第4図に示されている。
定電流源は第2図の平面図から理解できるように半導体
装置検出器の中央に配置されている。このトランジスタ
Q1のドレイン電流Idは、次の式%式% β:形状で決まる相互コンダクタンス VTH:閾値 この電流Idは帯状のホトダイオード領域4に左右均等
にバイアス電流として分流される。この定電流源は前述
した第13図の回路の定電流源110a、110bに相
当するものである。
トランジスタQ3aおよびトランジスタQ3bは増幅用
のトランジスタである。
トランジスタQ3aは電極11a、N+エミッタ領域7
a、P+ベース領域5a、N−コレクタ領域から形成さ
れているNPN)ランジスタである。
トランジスタQ3bも前記l・ランジスタQ3aと同様
に、電極11b、N+エミッタ領域7b、P+ベース領
域5b、N−コレクタ領域から形成されているNPN 
)ランジスタである。
MOS)ランジスタQ 2a、  Q 2bは記憶用ま
たは背栄光除去用のトランジスタである。
MOSトランジスタQ2aは前記トランジスタQ3aの
P+ベース領域5aとP+領域6aおよびゲート電極1
2aから形成されている。
Mo3)ランジスタQ2bも同様に前記トランジスタQ
3bのP+ベース領域5bとP+領域6bおよびゲート
電極12bから形成されている。
Mo3)ランジスタQ2aとMo3I−ランジスタQ2
bのソースは配線13(第2図参照)で接続されている
次に前記半導体装置検出装置の利用例を説明する。第7
図は前記実施例装置から入射位置に関する信号を取り出
す回路の実施例を示す回路図である。前述した半導体装
置検出装置をPSDの示す破線で囲み省略して示しであ
る。
MOSトランジスタQ1からの定電流が帯状のホトダイ
オード領域4を流れる。
この電流はMo3I−ランジスタQ2aおよびMOSト
ランジスタQ2bの飽和領域での動作を促すもので、実
際にMoSトランジスタQ2aおよびMOSトランジス
タQ2bに流れる電流Iば次の式で与えられる。
1=(バイアス電流)+(外光電流) この回路の動作は、発光ダイオードが発光する前に対数
変換ダイオード21a、21bと、あらかじめ設定した
基準電圧と演算増幅器23a、23bへの入力電圧の比
較をトランジスタ22a、22bに帰還することにより
、トランジスタQ 3a。
Q3bにはほぼ電流が流れない状態にする。
次にトランジスタ22a、22bをオフにする、と、記
憶コンデンサ20a、20bには背景光電流(I)を流
すだけの電位が与えられる。
第13図に示した回路と比較し、この回路はMOSトラ
ンジスタQ2aおよびQ2bのゲートへ電圧を印加して
いるため記憶コンデンサ20a、20bの電荷が減少せ
ずバンクグランドの抜取が正確に行なえることである。
次に発光ダイオードを発光させると、帯状のホトダイオ
ード4からトランジスタQ3a、  )ランジスタQ3
bのベースへ信号電流が流れ、トランジスタQ3a、 
 )ランジスタQ3bにより増幅された電流がダイオー
ド21a、21bで対数変換され、演算増幅器24a、
24bよってインピーダンス変換され、演算増幅器25
の入力端子にそれぞれ接続されて入射位置に関する信号
が取り出される。
第8図は本発明による半導体装置検出装置の第2の実施
例装置の表面の酸化膜絶縁層を除去して示した平面図で
ある。
第9図は本発明による前記第2の実施例装置の電極等の
配線を終了した状態での平面図である。
第10図は本発明による前記第2の実施例装置の等価回
路図である。゛ この実施例は、前記第3の電界効果トランジスタQ1を
QlaとQlbに分け、前記トランジスタQ3aとQ3
bにそれぞれ対応させて設けた点を除き、さきに説明し
た実施例と異ならない。
(発明の効果) 以上詳しく説明したように本発明による半導体装置検出
装置は、トランジスタQl + QlaとQlbをディ
プレッショントランジスタとし、パターン的に対称性を
保たせであるため、電流源のバランスを良くすることが
できる。
増幅用のトランジスタを内蔵させ、nA〜μAオーダの
電流を対のトランジスタで増幅させているため、増幅率
のバラツキを少なくすることができる。
また背景光の抜取をMOSトランジスタで行っているの
で、抜取電流の誤差を少なくすることができる。
これらにより、外部回路を簡略にすることができ、精度
の高い位置検出が可能となった。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による半導体装置検出装置の実施例装置
の表面の絶縁層を除去して示した平面図である。 第2図は前記実施例装置の平面図である。 第3図は本発明による前記実施例装置の前記第2図のI
−III切断端面図である。 第4図は本発明による前記実施例装置の前記第2図のI
V−IV切断端面図である。 第5図は本発明による前記実施例装置の前記第2図のV
−V切断端面図である。 第6図は本発明による前記実施例装置の等価回路図であ
る。 第7図は前記実施例装置から入射位置に関する信号を取
り出す回路の実施例を示す回路図である。 第8図は本発明による半導体装置検出装置の第2の実施
例装置の表面の酸化膜絶縁層を除去して示した平面図で
ある。 第9図は本発明による前記第2の実施例装置の電極等の
配線を終了した状態での平面図である。 第10図は本発明による前記第2の実施例装置の等価回
路図である。 第11図は従来の半導体装置検出装置の構成例を示す断
面図である。 第12図は従来の半導体装置検出装置を距離計として使
用するときの原理を説明する略図である。 第13図は従来の半導体装置検出装置を距離計として使
用するとき信号光成分を取り出す回路の構成例を示す回
路図である。 Q、 、  Qla、  Qlb・・・電界効果トラン
ジスタ(定電流源) Q 2a、  Q 2b・−M OS )ランジスタQ
 3a、  Q 3b・・・増幅用のトランジスタ2.
5a、6a、5b、6b・−P+拡散領域8.3a、7
a、3b、7b・=N+拡散領域4・・・帯状のホトダ
イオ−1・゛領域10、lla、12a、Ilb、12
b、13−ゲートと配線のためのアルミニュウム電極2
0a、20b・・・記↑5aコンデンサ21a、21b
・・・対数圧縮ダイオード22a、22b・・・電界効
果トランジスタ23a、24a、23b、24b、25
−演算増幅器 特許出願人 浜松ホトニクス株式会社 代理人 弁理士  井 ノ ロ  壽 第7図 M2O図 il1図 第12図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)第1の導電形の半導体基板表面に形成された帯状
    の第2の導電形の層と前記基板間に形成される帯状のホ
    トダイオード領域と、前記帯状のホトダイオード領域の
    一方端に連続する前記帯状の拡散層と同じ第2の導電形
    のベース領域、前記ベース領域内に形成された第1の導
    電形の領域および半導体基板からなる一方のトランジス
    タと、前記半導体基板表面に前記一方のトランジスタの
    ベース領域と前記ベース領域に隣接して設けられた第2
    の導電形の領域およびその間のチャネル領域に絶縁層を
    介して形成されたゲート電極からなる一方の電界効果ト
    ランジスタと、前記ホトダイオード領域に対して前記一
    方のトランジスタに対称な位置と形状を持つ他方のトラ
    ンジスタと、前記ホトダイオード領域に対して前記一方
    の電界効果トランジスタと対称な位置と形状を持つ他方
    の電界効果トランジスタと、前記帯状のホトダイオード
    領域の中心部と前記中心部に隣接して形成された第2の
    導電形の領域および前記各領域間のチャネル領域に絶縁
    層を介して形成されたゲート電極からなる第3の電界効
    果トランジスタから構成した半導体装置検出装置。 (2)前記第1の導電形はN形で前記第2の導電形はP
    形である特許請求の範囲第1項記載の半導体位置検出装
    置。 (3)前記一方および他方のトランジスタは前記半導体
    基板をコレクタとし前記帯状の層の一方端および他方端
    に連続する前記帯状の拡散層と同じ第2の導電形のベー
    ス領域と前記ベース領域内に形成された第1の導電形の
    エミッタからなるトランジスタである特許請求の範囲第
    1項記載の半導体装置検出装置。 (4)前記一方および他方の電界効果トランジスタは、
    前記半導体基板表面に前記一方および他方のトランジス
    タのベース領域をドレインとし前記ドレインに隣接して
    設けられた第2の導電形のソース領域と前記ドレインと
    ソース領域間のチャネル領域に絶縁層を介して形成され
    たゲート電極からなる電界効果トランジスタである特許
    請求の範囲第1項記載の半導体装置検出装置。 (6)前記第3の電界効果トランジスタは前記帯状のホ
    トダイオード領域の中心部をドレインとし前記ドレイン
    に隣接して形成された第2の導電形のソースと、前記ド
    レインとソース領域間のチャネル領域に絶縁層を介して
    形成されたゲート電極からなる電界効果トランジスタで
    ある特許請求の範囲第1項記載の半導体装置検出装置。 (6)第1の導電形の半導体基板表面に形成された帯状
    の第2の導電形の層と前記基板間に形成される帯状のホ
    トダイオード領域と、前記帯状のホトダイオード領域の
    一方端に連続する前記帯状の拡散層と同じ第2の導電形
    のベース領域、前記ベース領域内に形成された第1の導
    電形の領域および半導体基板からなる一方のトランジス
    タと、前記半導体基板表面に前記一方のトランジスタの
    ベース領域と前記ベース領域に隣接して設けられた第2
    の導電形の領域およびその間のチャネル領域に絶縁層を
    介して形成されたゲート電極からなる一方の電界効果ト
    ランジスタと、前記ホトダイオード領域に対して前記一
    方のトランジスタに対称な位置と形状を持つ他方のトラ
    ンジスタと、前記ホトダイオード領域に対して前記一方
    の電界効果トランジスタと対称な位置と形状を持つ他方
    の電界効果トランジスタと、前記一方のトランジスタの
    第2の導電形の領域に隣接して形成された第2の導電形
    の領域および前記各領域間のチャネル領域に絶縁層を介
    して形成されたゲート電極からなる一方の第3の電界効
    果トランジスタと、前記他方のトランジスタの第2の導
    電形の領域に隣接して形成された第2の導電形の領域お
    よび前記各領域間のチャネル領域に絶縁層を介して形成
    されたゲート電極からなる他方の第3の電界効果トラン
    ジスタとから構成した半導体装置検出装置。
JP60179799A 1985-08-15 1985-08-15 半導体位置検出装置 Granted JPS6239713A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60179799A JPS6239713A (ja) 1985-08-15 1985-08-15 半導体位置検出装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60179799A JPS6239713A (ja) 1985-08-15 1985-08-15 半導体位置検出装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6239713A true JPS6239713A (ja) 1987-02-20
JPH0518472B2 JPH0518472B2 (ja) 1993-03-12

Family

ID=16072095

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP60179799A Granted JPS6239713A (ja) 1985-08-15 1985-08-15 半導体位置検出装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS6239713A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11140950B2 (en) 2017-07-12 2021-10-12 Ykk Corporation Fastener tape, slide fastener and fastener tape manufacturing device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11140950B2 (en) 2017-07-12 2021-10-12 Ykk Corporation Fastener tape, slide fastener and fastener tape manufacturing device

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0518472B2 (ja) 1993-03-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPS6149822B2 (ja)
US4527892A (en) Distance measuring apparatus
JPS6239713A (ja) 半導体位置検出装置
JPH04339209A (ja) 距離検出装置
JP3123788B2 (ja) 測定装置
JPS6239702A (ja) 半導体位置検出装置の信号電流抜取回路
JPS57158508A (en) Distance detecting device
JPH03242503A (ja) 半導体光位置検出装置
JPS5845523A (ja) 測光回路
Andersson et al. Processing and characterization of a MOS-type tetra lateral position sensitive detector with indium tin oxide gate contact
JPS62212512A (ja) 被写体距離情報検出装置
JPS60806B2 (ja) 集積された負帰還増幅器
JP3181785B2 (ja) 測光回路及び電流電圧変換回路
JPH09203609A (ja) Cmos構造を用いた測距回路
JPS62202571A (ja) 半導体装置
JPH0533846B2 (ja)
Nemecek et al. Correlating PIN-photodetector with novel difference-integrator concept for range-finding applications
JPH01240812A (ja) 距離測定装置
JP3130559B2 (ja) アクティブ式測距装置
JPH0457962B2 (ja)
JP2001194110A (ja) Cmos構造を用いた測距回路
JPS626170B2 (ja)
JPH0334005B2 (ja)
JPH04339208A (ja) 距離検出装置
SU1200813A1 (ru) Фотоприемное устройство