JPS63160270A - フオトセンサと信号処理用素子を有する半導体装置 - Google Patents
フオトセンサと信号処理用素子を有する半導体装置Info
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- JPS63160270A JPS63160270A JP61306996A JP30699686A JPS63160270A JP S63160270 A JPS63160270 A JP S63160270A JP 61306996 A JP61306996 A JP 61306996A JP 30699686 A JP30699686 A JP 30699686A JP S63160270 A JPS63160270 A JP S63160270A
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- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 24
- 239000000969 carrier Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 17
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 16
- 230000002411 adverse Effects 0.000 abstract description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 5
- ORQBXQOJMQIAOY-UHFFFAOYSA-N nobelium Chemical compound [No] ORQBXQOJMQIAOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 5
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 abstract description 3
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 7
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components 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
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/1443—Devices controlled by radiation with at least one potential jump or surface barrier
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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、フォトセンサと信号処理用素子を同一半導
体基板に形成した半導体装置に関する。
体基板に形成した半導体装置に関する。
（従来の技術）
従来のこの種の半導体装置としては、例えば第２図に示
すようなものが知られている。
すようなものが知られている。
第２図において、１０４はｐ型半導体基板（チップとも
言う）、１０６は「）−型エピタキシャル成長層、１０
５はｐ＋型分離拡散領域である。１０１はフォトセンサ
としてのフォトダイオードであり、フォダイオード１０
１はｐ型半導体基板１０４と、ｐ＋型分離拡散領域１０
５と、ｎ−型エピタキシャル成長層１０６と、から構成
されている。そして、「ビ型エピタキシャル成長層１０
６に接触して一方の電極Ｐが、またｐ−型分離拡散領域
１０５に接触して他方の（共通）電極Ｓが、酸化膜１１
１にそれぞれ形成されている。
言う）、１０６は「）−型エピタキシャル成長層、１０
５はｐ＋型分離拡散領域である。１０１はフォトセンサ
としてのフォトダイオードであり、フォダイオード１０
１はｐ型半導体基板１０４と、ｐ＋型分離拡散領域１０
５と、ｎ−型エピタキシャル成長層１０６と、から構成
されている。そして、「ビ型エピタキシャル成長層１０
６に接触して一方の電極Ｐが、またｐ−型分離拡散領域
１０５に接触して他方の（共通）電極Ｓが、酸化膜１１
１にそれぞれ形成されている。
一方、１０２は信号処理用のバイポーラ素子であり、バ
イポーラ素子はｎ 型層１１２、ｐ 型層１１３、ｎ−
型エピタキシャル成長層１０６、およびｎ＋型埋込層１
１４から構成されており、いわゆるｎｐｎ型トランジス
タを構成している。
イポーラ素子はｎ 型層１１２、ｐ 型層１１３、ｎ−
型エピタキシャル成長層１０６、およびｎ＋型埋込層１
１４から構成されており、いわゆるｎｐｎ型トランジス
タを構成している。
そして、ｐ＋型層１１３に接触してベース電極Ｂが、ｎ
＋型層１１２に接触してエミッタ電極Ｅが、ざらにｎ−
エピタキシャル成長層１０４に接触してコレクタ重態Ｃ
が、酸化膜１］１にそれぞれ形成されている。フォトダ
イオード１０１とパイポ−ラ素子１０２とは前記ｐ＋型
分離拡ａ領域１０５により電気的に分離されている。な
お、１１５はチップ保護膜、１０８は開孔部を有する遮
光膜である。
＋型層１１２に接触してエミッタ電極Ｅが、ざらにｎ−
エピタキシャル成長層１０４に接触してコレクタ重態Ｃ
が、酸化膜１］１にそれぞれ形成されている。フォトダ
イオード１０１とパイポ−ラ素子１０２とは前記ｐ＋型
分離拡ａ領域１０５により電気的に分離されている。な
お、１１５はチップ保護膜、１０８は開孔部を有する遮
光膜である。
ここで、照射される光１０９のうちフォトダイオード１
０１のｐ型半導体基板１０４に到達した光１０９′によ
りキャリア（電子）１１０が発生し、発生したキャリア
１１０は拡散してｐｎ接合部を通り光電流となる。
０１のｐ型半導体基板１０４に到達した光１０９′によ
りキャリア（電子）１１０が発生し、発生したキャリア
１１０は拡散してｐｎ接合部を通り光電流となる。
（この発明が解決しようとする問題点）しかしながら、
このような従来の半導体装置にあっては、キャリアの拡
散長は１００〜数百μｍ程度であり、この拡散長以内に
バイポーラ素子が存在すると、フォトダイオードから洩
れ出たキャリアがバイポーラ素子のコレクタに電流とし
て流れ回路動作に悪影響を与える。特に、微小電流を取
り扱う場合にはＳＮ比が悪化するという問題点が生じる
。これを改善するためにはバイポーラ素子をフォトダイ
オードからキャリアの拡散長より離しておかなければな
らず、この場合にはチップサイズが大きくなるという問
題点があった。
このような従来の半導体装置にあっては、キャリアの拡
散長は１００〜数百μｍ程度であり、この拡散長以内に
バイポーラ素子が存在すると、フォトダイオードから洩
れ出たキャリアがバイポーラ素子のコレクタに電流とし
て流れ回路動作に悪影響を与える。特に、微小電流を取
り扱う場合にはＳＮ比が悪化するという問題点が生じる
。これを改善するためにはバイポーラ素子をフォトダイ
オードからキャリアの拡散長より離しておかなければな
らず、この場合にはチップサイズが大きくなるという問
題点があった。
（問題点を解決するための手段）
この発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであ
って、フォトセン１ノから洩れ出たキャリアを吸収する
ことにより回路動作に悪影響を与えず、かつチップサイ
ズの大型化を抑制できる半導体装置を提供することを目
的としている。
って、フォトセン１ノから洩れ出たキャリアを吸収する
ことにより回路動作に悪影響を与えず、かつチップサイ
ズの大型化を抑制できる半導体装置を提供することを目
的としている。
この目的を達成するために、この発明は、フォトセンサ
と信号処理用素子を同一半導体基板に形成した半導体装
置において、前記フォトセンサと前記信号処理用素子と
の闇に入射光によって発生するキャリアのうちフォトセ
ンサから信号処理用素子に洩れ出るキャリアを吸収する
吸収領域を設けている。
と信号処理用素子を同一半導体基板に形成した半導体装
置において、前記フォトセンサと前記信号処理用素子と
の闇に入射光によって発生するキャリアのうちフォトセ
ンサから信号処理用素子に洩れ出るキャリアを吸収する
吸収領域を設けている。
（作用）
この発明においては、フォトセンサと信号処理用素子と
の間にフォトセンυから洩れ出たキャリアを吸収する吸
収領域を段ｃノ、この吸収領域の接合を逆バイアス状態
としているため、フォトセンサから洩れ出たキャリアは
ドリフトによりすべて吸収領域に吸収され、信号処理用
素子には到達することがない。したがって、信号処理回
路に悪影響を与えることがなくＳＮ比の悪化を防止する
ことができる。また、吸収領域の幅は比較的小さく形成
できるので、チップサイズが大型化することはない。
の間にフォトセンυから洩れ出たキャリアを吸収する吸
収領域を段ｃノ、この吸収領域の接合を逆バイアス状態
としているため、フォトセンサから洩れ出たキャリアは
ドリフトによりすべて吸収領域に吸収され、信号処理用
素子には到達することがない。したがって、信号処理回
路に悪影響を与えることがなくＳＮ比の悪化を防止する
ことができる。また、吸収領域の幅は比較的小さく形成
できるので、チップサイズが大型化することはない。
（実施例）
以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第１図はこの発明の一実施例を示す図である。
なお、従来例と同一構成部分については同一符号を何し
てその説明を省略する。
てその説明を省略する。
まず、構成を説明すると、１０３はフォトダイオード１
０１から洩れ出たキャリアを吸収する吸収領域であり、
この吸収領ｂＡ１０３はｐ型半導体基板１０４とｎ−型
エピタキシャル成長層１０６とで構成されたダイオード
からなる。ｎ−型エピタキシャル成長層１０６とｐ型半
導体基板１０４とのｐｎ接合は逆バイアス状態となって
おり、例えばｎ−型エピタキシャル成長層１０６を電極
りを介して電源電圧に、ｐ型半導体基板１０４をグラン
ドにそれぞれ接続している。なお、吸収領域１０３の幅
は、チップサイズを大きくすることがないように、例え
ば５０〜６０μｍ程度に形成されている。
０１から洩れ出たキャリアを吸収する吸収領域であり、
この吸収領ｂＡ１０３はｐ型半導体基板１０４とｎ−型
エピタキシャル成長層１０６とで構成されたダイオード
からなる。ｎ−型エピタキシャル成長層１０６とｐ型半
導体基板１０４とのｐｎ接合は逆バイアス状態となって
おり、例えばｎ−型エピタキシャル成長層１０６を電極
りを介して電源電圧に、ｐ型半導体基板１０４をグラン
ドにそれぞれ接続している。なお、吸収領域１０３の幅
は、チップサイズを大きくすることがないように、例え
ば５０〜６０μｍ程度に形成されている。
次に作用を説明する。
酸化膜ζ１１１の開孔部を介してフォトダイオード１０
１に大割する光１０９のうち、ｐ型半導体基板１０４に
到達した光１０９′はキャリア１１０を発生させる。発
生したキャリア１１０のうち一部のキャリア１１０はフ
ォトダイオード１０１の外へｐ型半導体基板１０４中を
移動する。このフォトダイオード１０１から洩れ出たキ
ャリア１１０（矢印Ｃ，参照）は吸収領域１０３の逆バ
イアスによるドリフトで吸収領域１０３のｎ−型エピタ
キシャル成長層１０６に吸収される（この結果としてダ
ミー７［１ｌｉ（ｏ）に流れる光電流を、センサの光電
流に併合して利用することも可能である）。したがって
、フォトダイオード１０１から洩れ出たキャリア１１０
は信号処理用のパイボ−ラ素子１０２まで到達しない。
１に大割する光１０９のうち、ｐ型半導体基板１０４に
到達した光１０９′はキャリア１１０を発生させる。発
生したキャリア１１０のうち一部のキャリア１１０はフ
ォトダイオード１０１の外へｐ型半導体基板１０４中を
移動する。このフォトダイオード１０１から洩れ出たキ
ャリア１１０（矢印Ｃ，参照）は吸収領域１０３の逆バ
イアスによるドリフトで吸収領域１０３のｎ−型エピタ
キシャル成長層１０６に吸収される（この結果としてダ
ミー７［１ｌｉ（ｏ）に流れる光電流を、センサの光電
流に併合して利用することも可能である）。したがって
、フォトダイオード１０１から洩れ出たキャリア１１０
は信号処理用のパイボ−ラ素子１０２まで到達しない。
その結果、信号処理回路の動作に悪影響を与えることが
ないので、ＳＮ比が悪化することがない。また、吸収領
域１０３の幅は高々５０〜６０μｍであり、バイポーラ
素子１０２をフォトダイオード１０１からキャリア１１
０の拡散長（１００〜数百μｍ）以上離しておく必要が
ないので、チップサイズの大型化を回避することができ
る。
ないので、ＳＮ比が悪化することがない。また、吸収領
域１０３の幅は高々５０〜６０μｍであり、バイポーラ
素子１０２をフォトダイオード１０１からキャリア１１
０の拡散長（１００〜数百μｍ）以上離しておく必要が
ないので、チップサイズの大型化を回避することができ
る。
なお、この実施例においては、フォトセンサとしてｎ−
型エピタキシャル成長層１０６とｐ型半導体基板１０４
の接合によるフォトダイオードを用いたが、他の接合に
よるフォトダイオードでも良く、また他の７オトセンサ
、例えばフォトトランジスタでも良い。また、信号処理
用素子としてバイポーラ素子１０２を用いたが、これに
限定されるものではなく、例えばＭＯＳ素子を用いても
良い。また、キャリアの吸収領域１０３についてはｎ−
型エピタキシャル成長層１０６とｐ型半導体基板１０４
の接合を利用したダイオード構造としたが、これに限定
されるものではなく、例えばＭＯＳ素子におＣプるよう
なウェル拡散と半導体基板の接合を利用したＩＭ ５ａ
でし良い。この場合の接合は深い位置に存在するものが
望ましい。
型エピタキシャル成長層１０６とｐ型半導体基板１０４
の接合によるフォトダイオードを用いたが、他の接合に
よるフォトダイオードでも良く、また他の７オトセンサ
、例えばフォトトランジスタでも良い。また、信号処理
用素子としてバイポーラ素子１０２を用いたが、これに
限定されるものではなく、例えばＭＯＳ素子を用いても
良い。また、キャリアの吸収領域１０３についてはｎ−
型エピタキシャル成長層１０６とｐ型半導体基板１０４
の接合を利用したダイオード構造としたが、これに限定
されるものではなく、例えばＭＯＳ素子におＣプるよう
なウェル拡散と半導体基板の接合を利用したＩＭ ５ａ
でし良い。この場合の接合は深い位置に存在するものが
望ましい。
（発明の効果）
以上説明してきたように、この発明によれば、フォトセ
ンサと信号処理用素子との間にフォトセンサから洩れ出
たキャリアを吸収する吸収領域を設けたため、フォトセ
ンサから洩れたキャリアは吸収領域で吸収され信号処理
用素子には到達しない。したがって、信号処理系回路動
作に悪影響を与えることがなく、ＳＮ比の悪化を防止す
ることができる。また、信号処理用素子からフォトセン
サをキレリアの拡散艮以上離しておく必要がないので、
チップサイズの大型化を回避することができる。
ンサと信号処理用素子との間にフォトセンサから洩れ出
たキャリアを吸収する吸収領域を設けたため、フォトセ
ンサから洩れたキャリアは吸収領域で吸収され信号処理
用素子には到達しない。したがって、信号処理系回路動
作に悪影響を与えることがなく、ＳＮ比の悪化を防止す
ることができる。また、信号処理用素子からフォトセン
サをキレリアの拡散艮以上離しておく必要がないので、
チップサイズの大型化を回避することができる。
第１図はこの発明の一実施例を示す断面図、第２図は従
来例を示１断面図である。 １０１・・・フォトダイオード（フォト・センサ）、１
０２・・・バイポーラ素子（信号処理用素子）、１０３
・・・吸収領域、 １０４・・・ｐ型半導体基板（半導体基板）、１０９．
１０９′・・・入射光、 １１０・・・キャリア。
来例を示１断面図である。 １０１・・・フォトダイオード（フォト・センサ）、１
０２・・・バイポーラ素子（信号処理用素子）、１０３
・・・吸収領域、 １０４・・・ｐ型半導体基板（半導体基板）、１０９．
１０９′・・・入射光、 １１０・・・キャリア。
Claims (1)
- フォトセンサと信号処理用素子を同一半導体基板に形成
した半導体装置において、前記フォトセンサと前記信号
処理用素子との間に入射光によつて発生するキャリアの
うちフォトセンサから信号処理用素子に洩れ出るキャリ
アを吸収する吸収領域を設けたことを特徴とするフォト
センサと信号処理用素子を有する半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61306996A JPS63160270A (ja) | 1986-12-23 | 1986-12-23 | フオトセンサと信号処理用素子を有する半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61306996A JPS63160270A (ja) | 1986-12-23 | 1986-12-23 | フオトセンサと信号処理用素子を有する半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63160270A true JPS63160270A (ja) | 1988-07-04 |
Family
ID=17963760
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61306996A Pending JPS63160270A (ja) | 1986-12-23 | 1986-12-23 | フオトセンサと信号処理用素子を有する半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63160270A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6439658U (ja) * | 1987-09-02 | 1989-03-09 | ||
| EP0660414A1 (en) * | 1993-12-21 | 1995-06-28 | Sony Corporation | Semiconductor device |
| JPH09186307A (ja) * | 1995-12-27 | 1997-07-15 | Nec Ic Microcomput Syst Ltd | 光半導体集積回路装置 |
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| JPH10242312A (ja) * | 1997-02-27 | 1998-09-11 | Sony Corp | 半導体装置及びその製造方法 |
| WO2006011274A1 (ja) * | 2004-07-30 | 2006-02-02 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 光検出器 |
| JP2007258322A (ja) * | 2006-03-22 | 2007-10-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光受信装置 |
| US8030728B2 (en) | 2008-03-12 | 2011-10-04 | Panasonic Corporation | Optical semiconductor device |
| EP3882987A1 (en) * | 2020-03-19 | 2021-09-22 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Light detector, light detection system, lidar device, and vehicle |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60152079A (ja) * | 1984-01-19 | 1985-08-10 | Sharp Corp | 光半導体装置 |
-
1986
- 1986-12-23 JP JP61306996A patent/JPS63160270A/ja active Pending
Patent Citations (1)
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| JP2021148640A (ja) * | 2020-03-19 | 2021-09-27 | 株式会社東芝 | 光検出器、光検出システム、ライダー装置、及び車 |
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