JPS63117202A - Semiconductor position detection element - Google Patents

Semiconductor position detection element

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JPS63117202A
JPS63117202A JP61262128A JP26212886A JPS63117202A JP S63117202 A JPS63117202 A JP S63117202A JP 61262128 A JP61262128 A JP 61262128A JP 26212886 A JP26212886 A JP 26212886A JP S63117202 A JPS63117202 A JP S63117202A
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teeth
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layer
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幹雄 京増
Toshihiko Tomita
俊彦 富田
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Abstract

PURPOSE:To increase the resistance value between both anodes, by constituting the title detection element of the first and second resistor layers formed in a comb-tooth shape so that teeth are alternately arranged from both ends of a substrate and the anodes respectively connected to the base parts of said resistor layers. CONSTITUTION:The teeth 2-1-2-n, 3-1-3-n of the first and second resistor layers of an N-type substrate 1 are formed by a P<+> type diffusion layer. The base parts of the teeth of each of the resistor layers are respectively connected by the same type resistor layer and the first and second anode terminals 6, 7 are connected to the substrate 1. Further, a cathode 4 is connected to the back surface of the substrate 1. Then, when large spot beam is allowed to be incident to a luminous flux incident region so as to extend over a large number of the teeth of the resistor layers, the diodes D1, D2 generated herein are similarly distributed to each resistor layer. The photocurrent due to the diodes D1, D2 distributed flows to the respective electrodes through the resistor layers.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、光の入射位置の情報を出力することができる
半導体入射位置検出素子に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial Application Field) The present invention relates to a semiconductor incident position detection element capable of outputting information on the incident position of light.

(従来の技術) 第5図は、従来の一般的な1次元半導体位瀝検出素子の
断面構造を示す図である。
(Prior Art) FIG. 5 is a diagram showing a cross-sectional structure of a conventional general one-dimensional semiconductor position detection element.

N形の基板56表面にP+形の拡散層による抵抗層55
が形成されている。
A resistance layer 55 made of a P+ type diffusion layer is formed on the surface of an N type substrate 56.
is formed.

抵抗層55の両端には第1アノード51、第2アノ−I
と52が接続されている。
A first anode 51 and a second anode I are provided at both ends of the resistance layer 55.
and 52 are connected.

N形の基板56の裏面中心部にカソード53が接続され
ている。
A cathode 53 is connected to the center of the back surface of an N-type substrate 56.

基板56内に光が入射したとき、光により電子。When light enters the substrate 56, the light generates electrons.

正孔対が発生する。A hole pair is generated.

抵抗層55がP+形であるからこの光の入射した拡散層
は非平衡状態となり、電子はカソードへと吸収されるた
め、正孔が入射光近傍へ集まり、拡散により両アノード
51.52へと流わる。
Since the resistance layer 55 is of P+ type, the diffusion layer into which this light enters is in a non-equilibrium state, and electrons are absorbed into the cathode, so holes gather near the incident light and diffuse to both anodes 51 and 52. Flow.

この時のアノード51.52へと流れる電流11゜I2
は両アノード間の抵抗比で決まり、(1)式のようにな
る。
At this time, the current flowing to the anode 51.52 is 11°I2
is determined by the resistance ratio between both anodes, and is expressed as equation (1).

’1−1o  (1−x/d) 12−1o  (x/d)    ++m(1まただし dニアノード間の距離 X:第1のアノードから入射点までの距離(発明が解決
しようとする問題点) 前述した半導体位置検出素子においては、第1のアノー
ド51と第2のアノード52間は拡散層(抵抗層)55
で接続されている。
'1-1o (1-x/d) 12-1o (x/d) ++m (1+d Distance between near nodes ) In the semiconductor position detection element described above, a diffusion layer (resistance layer) 55 is provided between the first anode 51 and the second anode 52.
connected with.

したがって、両アノード間の電圧を等しくしなければ、
両アノード間の電位差に基づく8検出信号以外の電流が
流れることになる。
Therefore, unless the voltages between both anodes are equalized,
Currents other than the 8 detection signal based on the potential difference between both anodes will flow.

この半導体位置検出素子を検出回路と接続して使用する
とき、前記抵抗層の抵抗値により検出回路の入力インピ
ーダンスが決まるので、検出回路の入力インピーダンス
を小さく取らねばならないため雑音特性を悪くする欠点
を有していた。
When this semiconductor position detecting element is used in connection with a detection circuit, the input impedance of the detection circuit is determined by the resistance value of the resistance layer, so the input impedance of the detection circuit must be kept small, thereby avoiding the disadvantage of worsening noise characteristics. had.

前記半導体位置検出素子をカメラのオートフォーカスに
使用する場合、アノード電極の電圧を一定とするため、
定電圧回路が必要となる。
When using the semiconductor position detection element for camera autofocus, in order to keep the voltage of the anode electrode constant,
A constant voltage circuit is required.

さらに、外光電流(信号光以外の入射光による電流)が
大きな場合、検出感度に限界が生じる欠点を有していた
Furthermore, when the external light current (current due to incident light other than signal light) is large, there is a drawback in that detection sensitivity is limited.

外光電流が4μA程度で約0.3 P Aの雑音電流が
発生ずる。
When the external light current is about 4 μA, a noise current of about 0.3 PA is generated.

本発明の目的は、両アノード間の抵抗値を極めて大きく
することができ、前述した問題を解決することができる
半導体位置検出素子を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a semiconductor position detection element that can significantly increase the resistance value between both anodes and solve the above-mentioned problems.

(問題点を解決するための手段) 前記目的を達成するために、本発明による半導体位置検
出素子は、第1の導電形の基板と、前記基板の表面の一
端から櫛歯状に形成された第2の導電形の第1の抵抗層
と、前記基板の表面の他端から歯が前記第1の抵抗層に
交互に配ヱされるように櫛歯状に形成された第2の導電
形の第2の抵抗層と、前記第1および第2の抵抗層の基
部にそれぞれ接続された第1および第2のアノードと、
前記基板に設けられたカソードから構成されている。
(Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, a semiconductor position detection element according to the present invention includes a substrate of a first conductivity type, and a comb-like shape formed from one end of the surface of the substrate. a first resistance layer of a second conductivity type; and a second conductivity type formed in a comb-teeth shape such that teeth are alternately arranged on the first resistance layer from the other end of the surface of the substrate. a second resistive layer; and first and second anodes connected to the bases of the first and second resistive layers, respectively;
It consists of a cathode provided on the substrate.

前記基板はN形とし、前記抵抗層はP+形とすることが
できる。
The substrate may be of N type and the resistive layer may be of P+ type.

前記第1の抵抗層と第2の抵抗層の歯の間の領域の幅は
デバイ特性長以内とすることができる。
The width of the region between the teeth of the first resistive layer and the second resistive layer may be within a Debye characteristic length.

(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
(Example) Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings and the like.

第1図は、本発明による半導体位置検出素子の実施例を
示す平面図である。
FIG. 1 is a plan view showing an embodiment of a semiconductor position detection element according to the present invention.

第2図は、前記実施例素子の短手方向の断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of the example element in the lateral direction.

N形の基板1の表面に第1の抵抗層の山2−1゜2−2
〜2−01第2の抵抗層の歯3−1.3−2〜3−nが
P+形の拡散で形成されている。
The peaks 2-1°2-2 of the first resistance layer are formed on the surface of the N-type substrate 1.
~2-01 The teeth 3-1, 3-2 to 3-n of the second resistance layer are formed by P+ type diffusion.

各抵抗層の歯の基部はそれぞれ同じ形の抵抗層で接続さ
れ、第1のアノード端子6.第2のアノード端子7が接
続されている。
The bases of the teeth of each resistive layer are connected by a resistive layer of the same shape, and a first anode terminal 6. A second anode terminal 7 is connected.

第1図および第2図は表現を容易にするために抵抗層の
歯の幅と間隔を他の部分に比較して誇張して示しである
In FIGS. 1 and 2, the width and spacing of the teeth of the resistive layer are exaggerated compared to other parts for ease of representation.

この実施例では抵抗層の歯の幅と間隔を20μmとしで
ある。
In this example, the width and spacing of the teeth of the resistance layer are 20 μm.

N形の基板1の裏面には、カソード4が接続されている
A cathode 4 is connected to the back surface of the N-type substrate 1.

第3図は、前記素子の動作を説明するための拡大断面図
である。
FIG. 3 is an enlarged sectional view for explaining the operation of the element.

抵抗層の歯の間隔7!(この実施例では20μm)は、
デバイ特性長以内とする。
The tooth spacing of the resistance layer is 7! (20 μm in this example) is
Must be within the Debye characteristic length.

デバイ特性長とは、非平衡キャリアの濃度が1 / e
になる距離をいう。
Debye characteristic length means that the concentration of non-equilibrium carriers is 1/e
is the distance at which

ホトンの入射により電子と正孔の対が発生し、ホールは
カソードに、電子は抵抗層の歯の3−jと2−jに到達
し、それぞれ第2のアノード7および第1のアノード6
に到達する。
Pairs of electrons and holes are generated by the incidence of photons, and the holes reach the cathode and the electrons reach the teeth 3-j and 2-j of the resistive layer, respectively, reaching the second anode 7 and the first anode 6.
reach.

第4図は、前記半導体位置検出素子の動作を説明するた
めの等価回路図である。
FIG. 4 is an equivalent circuit diagram for explaining the operation of the semiconductor position detection element.

D、、D2は、入射光により、その入射位置に形成され
たダイオード、rl、r2は、抵抗層の抵抗値である。
D, , D2 are diodes formed at the incident position by the incident light, and rl and r2 are the resistance values of the resistance layer.

光束の入射領域が多数の抵抗層の由にわたるような大き
な光スポットが入射すると、ここで発生した電子は同様
に各抵抗層に分配される。
When a large light spot is incident such that the incident area of the light flux spans through a large number of resistive layers, the electrons generated here are similarly distributed to each resistive layer.

分配された電子による光電流は抵抗層を通して各電極へ
流れることになり、したがって従来と同一の効果を上げ
ることができる。
Photocurrent due to the distributed electrons flows to each electrode through the resistive layer, and therefore the same effect as the conventional method can be achieved.

各電極への分配を等しくするためには抵抗層の歯の間を
空乏層で満たしておくことが特性上好ましく、電極間の
距離は基板濃度により決定されるデバイ特性長以内とす
る。
In order to equalize the distribution to each electrode, it is preferable in terms of characteristics to fill the spaces between the teeth of the resistance layer with a depletion layer, and the distance between the electrodes is within the Debye characteristic length determined by the substrate concentration.

(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位置検
出素子は、第1の導電形の基板と、前記基板の表面の一
端から櫛歯状に形成された第2の導電形の第1の抵抗層
と、前記基板の表面の他n1から歯が前記第1の抵抗層
に交互に配置さるように櫛歯状に形成された第2の導電
形の第2の抵抗層と、前記第1および第2の抵抗層の基
部にそれぞれ接続された第1および第2のアノードと、
前記基板に設けられたカソードから構成されている。
(Effects of the Invention) As explained in detail above, the semiconductor position detection element according to the present invention includes a substrate of a first conductivity type, and a substrate of a second conductivity type formed in a comb-like shape from one end of the surface of the substrate. a first resistance layer; a second resistance layer of a second conductivity type formed in a comb-teeth shape such that teeth are alternately arranged on the first resistance layer from n1 on the surface of the substrate; first and second anodes connected to the bases of the first and second resistance layers, respectively;
It consists of a cathode provided on the substrate.

前記構成によれば、半導体位置検出素子のインピーダン
スは従来のものに比較して、4〜5桁程度高(すること
ができる。
According to the above configuration, the impedance of the semiconductor position detection element can be increased by about 4 to 5 orders of magnitude compared to the conventional one.

したがって、定電圧回路はまったく必要なくなり、従来
のホトダイオードど同一の取扱いが可能となる。
Therefore, a constant voltage circuit is not required at all, and it can be handled in the same way as a conventional photodiode.

また、雑音についてもホトダイオードと同程度が期待さ
れる。
It is also expected that the noise level will be on the same level as that of a photodiode.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明による半導体位置検出素子の実施例を
示す平面図である。 第2図は、前記実施例素子の短手方向の断面図である。 第3図は、前記素子の動作を説明するための拡大断面図
である。 第4図は、前記半導体位置検出素子の動作を説明するた
めの等価回路図である。 第5図は、従来の半導体位置検出素子の断面図である。 1・・・基板 2−1.2−2〜2−n・・・第1の抵抗層の歯3−1
.3−2〜3−n・・・第2の抵抗層の歯4・・・カソ
ード(K) 6.7・・・第1および第2のアノードr1.r2・・
・抵抗値 Dl、D2・・・入射光により形成されたダイオード特
許出願人 浜松ホトニクス株式会社 代理人 弁理士  井 ノ ロ  月 見 1 四 b2図
FIG. 1 is a plan view showing an embodiment of a semiconductor position detection element according to the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view of the example element in the lateral direction. FIG. 3 is an enlarged sectional view for explaining the operation of the element. FIG. 4 is an equivalent circuit diagram for explaining the operation of the semiconductor position detection element. FIG. 5 is a cross-sectional view of a conventional semiconductor position detection element. 1... Substrate 2-1. 2-2 to 2-n... Teeth 3-1 of the first resistance layer
.. 3-2 to 3-n... Teeth of second resistance layer 4... Cathode (K) 6.7... First and second anodes r1. r2...
・Resistance values Dl, D2...Diode formed by incident light Patent applicant Hamamatsu Photonics Co., Ltd. Representative Patent attorney Inoro Tsukimi 1 4b2 figure

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)第1の導電形の基板と、前記基板の表面の一端か
ら櫛歯状に形成された第2の導電形の第1の抵抗層と、
前記基板の表面の他端から歯が前記第1の抵抗層に交互
に配置されるように櫛歯状に形成された第2の導電形の
第2の抵抗層と、前記第1および第2の抵抗層の基部に
それぞれ接続された第1および第2のアノードと、前記
基板に設けられたカソードから構成した半導体位置検出
素子。
(1) a substrate of a first conductivity type; a first resistance layer of a second conductivity type formed in a comb-like shape from one end of the surface of the substrate;
a second resistance layer of a second conductivity type formed in a comb-teeth shape such that teeth are alternately arranged on the first resistance layer from the other end of the surface of the substrate; A semiconductor position detecting element comprising first and second anodes respectively connected to the base of the resistive layer, and a cathode provided on the substrate.
(2)前記基板はN形であり、前記抵抗層は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素子。
(2) The semiconductor position detection element according to claim 1, wherein the substrate is of N type, and the resistance layer is of P^+ type.
(3)前記第1の抵抗層と第2の抵抗層の歯の間の領域
の幅はデバイ特性長以内である特許請求の範囲第1項記
載の半導体位置検出素子。
(3) The semiconductor position detection element according to claim 1, wherein the width of the region between the teeth of the first resistance layer and the second resistance layer is within the Debye characteristic length.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60118708U (en) * 1984-01-20 1985-08-10 ティアック株式会社 position detection device

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS60118708U (en) * 1984-01-20 1985-08-10 ティアック株式会社 position detection device

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