JPS6356966A - 光位置検出素子 - Google Patents
光位置検出素子Info
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- JPS6356966A JPS6356966A JP61200201A JP20020186A JPS6356966A JP S6356966 A JPS6356966 A JP S6356966A JP 61200201 A JP61200201 A JP 61200201A JP 20020186 A JP20020186 A JP 20020186A JP S6356966 A JPS6356966 A JP S6356966A
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- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 17
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- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 15
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- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 9
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- 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
- H01L31/02—Details
- H01L31/02016—Circuit arrangements of general character for the devices
- H01L31/02019—Circuit arrangements of general character for the devices for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
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-
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- 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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- 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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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】
［発明の技術分野］
この発明は、集積形構造を有する光位置検出素子に関し
、検出精度の向上を図ったものである。
、検出精度の向上を図ったものである。
［発明の技術的背興とその問題点］
光位置検出素子は、ｐｎ接合からなる光検出面に、所要
間隔だけ離隔して１対の電極が配設され、光検出面のｐ
ｎ接合が逆バイアスされた状態で両電極間にスポット状
の光が投射されると、当該各電極から光の投射位置に応
じて相対的に変化する光電流が取出される。そして、周
辺回路により、この取出された電流に所要の演算処理笠
がされて光の投射位置が検出される。
間隔だけ離隔して１対の電極が配設され、光検出面のｐ
ｎ接合が逆バイアスされた状態で両電極間にスポット状
の光が投射されると、当該各電極から光の投射位置に応
じて相対的に変化する光電流が取出される。そして、周
辺回路により、この取出された電流に所要の演算処理笠
がされて光の投射位置が検出される。
ところで、近時、光位置検出素子およびその周辺回路を
１チツプ上に集積して、装置全体の小形化、コンパクト
化を図り、信頼性等を向上させることが考えられている
。
１チツプ上に集積して、装置全体の小形化、コンパクト
化を図り、信頼性等を向上させることが考えられている
。
第３図は、このような集積形構造の光位置検出素子を示
すもので、第３図中、１は３ｉの半導体基板で、半導体
基板１は、ｐ形基板（サブストレート）２に、高比抵抗
のｎ−エピタキシャル層３が形成されたエピタキシャル
基板が用いられている。
すもので、第３図中、１は３ｉの半導体基板で、半導体
基板１は、ｐ形基板（サブストレート）２に、高比抵抗
のｎ−エピタキシャル層３が形成されたエピタキシャル
基板が用いられている。
ｎ−エピタキシャル層３の所要部位には、ｐ形不純物が
選択的に拡散されてｐ＋分離拡散領域４が形成され、ｎ
−エピタキシャル層３が、このｐ“分離拡散領域４で分
離されて半導体基板１の主・而にｎ−形のアイランド（
層状領域）３ａが形成されている。
選択的に拡散されてｐ＋分離拡散領域４が形成され、ｎ
−エピタキシャル層３が、このｐ“分離拡散領域４で分
離されて半導体基板１の主・而にｎ−形のアイランド（
層状領域）３ａが形成されている。
アイランド３ａの下部のｐ形基板２との境界部には、ア
ンチモン（Ｓｂ）またはヒ素（Ａｓ）等のｎ形不純物が
高濃度にドープされたｎ＋埋込層５が形成されている。
ンチモン（Ｓｂ）またはヒ素（Ａｓ）等のｎ形不純物が
高濃度にドープされたｎ＋埋込層５が形成されている。
ｎ＋埋込層５は、後述のように光電流の電流経路の抵抗
を低減するために設けられている。
を低減するために設けられている。
アイランド３ａには、所要間隔だけ離隔した２゛位置に
、ｐ影領域６．７が対向して拡散形成され、゛この２個
のｐ影領域６．７の間に、ポロン（Ｂ）のイオン注入に
より高比抵抗のｐ形層８が形成されている。ｐ形層８は
、はぼ方形状に形成されている。
、ｐ影領域６．７が対向して拡散形成され、゛この２個
のｐ影領域６．７の間に、ポロン（Ｂ）のイオン注入に
より高比抵抗のｐ形層８が形成されている。ｐ形層８は
、はぼ方形状に形成されている。
アイランド３ａを構成するｎ−エピタキシャル層３と、
ｐ形層８とのｐｎ接合により光検出面が形成される。
ｐ形層８とのｐｎ接合により光検出面が形成される。
９は、アイランド３ａに対するｎ＋コンタクト拡散領域
であり、１１はシリコンの酸化膜である。
であり、１１はシリコンの酸化膜である。
酸化膜１１は、ｐ形層８の上面部については１０００オ
ングストローム程度に薄く形成されている。
ングストローム程度に薄く形成されている。
ｐ影領域６．７およびｎ“コンタクト拡散領域９の部分
における酸化膜１１には、コンタクトホールが開孔され
、このコンタクトホールを介して、Ａ！Ｌｍによるアノ
ード電極（光電流取出用電極）１２．１３が、ｐ影領域
６．７に接続され、ｎ・コンタクト拡散領域９には、カ
ソード電極１４が接続されている。
における酸化膜１１には、コンタクトホールが開孔され
、このコンタクトホールを介して、Ａ！Ｌｍによるアノ
ード電極（光電流取出用電極）１２．１３が、ｐ影領域
６．７に接続され、ｎ・コンタクト拡散領域９には、カ
ソード電極１４が接続されている。
第３図には図示省略されているが、周辺回路を構成する
トランジスタ等の素子が、曲のアイランドに作り込まれ
て、光位置検出素子およびその周辺回路が１チツプ上に
集積される。
トランジスタ等の素子が、曲のアイランドに作り込まれ
て、光位置検出素子およびその周辺回路が１チツプ上に
集積される。
光位置検出素子は、これらのトランジスタ素子等ととも
に、バイポーラプロセスを基本として作製され、ｐ影領
域６．７は、ｎｐｎバイポーラ１〜ランジスタのベース
拡散の工程で同時に形成され、ｎ＋コンタクト拡散領域
９は、エミッタ拡散の工程で同時に形成される。
に、バイポーラプロセスを基本として作製され、ｐ影領
域６．７は、ｎｐｎバイポーラ１〜ランジスタのベース
拡散の工程で同時に形成され、ｎ＋コンタクト拡散領域
９は、エミッタ拡散の工程で同時に形成される。
いま、カソード電極１４に正電圧が加えられ、光検出面
のρｎ接合は、この正電圧により逆バイアスされている
ものとする。
のρｎ接合は、この正電圧により逆バイアスされている
ものとする。
そして第３図に示すように、両アノード電極１２．１３
間の間隔長を愛とし、光検出面上のＸの位置にスポット
状の光が投射されると、光の投剣点における光検出面に
電子−正孔対が発生し、これによる光電流が、カソード
電極１４から、ｎ＋コンタクト拡散領域９およびｎ＋埋
込層５間のｎ−エピタキシャル層３、ならびにｎ１埋込
層５を流れ、各アノード電極１２．１３からは、光の投
射位Ｕｘに応じて相対的に変化する次のような光電流Ｉ
ｔ 、Ｉ２がそれぞれ取出される。
間の間隔長を愛とし、光検出面上のＸの位置にスポット
状の光が投射されると、光の投剣点における光検出面に
電子−正孔対が発生し、これによる光電流が、カソード
電極１４から、ｎ＋コンタクト拡散領域９およびｎ＋埋
込層５間のｎ−エピタキシャル層３、ならびにｎ１埋込
層５を流れ、各アノード電極１２．１３からは、光の投
射位Ｕｘに応じて相対的に変化する次のような光電流Ｉ
ｔ 、Ｉ２がそれぞれ取出される。
１＋＝Ｉｏ ・（吏−ｘ）／１ ・・・（１
）１２ ＝ＩＯ−ｘ／髪 ・・・（２
）ここでＩｏは、光の投射により発生する全光電流で（
ＩＩ ＋１２ ）に等しい。
）１２ ＝ＩＯ−ｘ／髪 ・・・（２
）ここでＩｏは、光の投射により発生する全光電流で（
ＩＩ ＋１２ ）に等しい。
取出された上記（＋＞、（２＞の光電流Ｉ＋ 、１２に
、周辺回路で所要の演算処理等が施されて、光の投射位
置Ｘが検出される。
、周辺回路で所要の演算処理等が施されて、光の投射位
置Ｘが検出される。
しかしながら上記の光位置検出素子にあっては、半導体
基板１内における光電流Ｉｔ 、１２の電流経路に、ｎ
＋埋込層５が存在し、電流経路の抵抗は、光検出面内に
おいて場所的に異なる分布を示す。
基板１内における光電流Ｉｔ 、１２の電流経路に、ｎ
＋埋込層５が存在し、電流経路の抵抗は、光検出面内に
おいて場所的に異なる分布を示す。
そして、この分布抵抗による電圧降下は、光検出面のｐ
ｎ接合に加わるバイアス電圧に対して影響を及ぼす。こ
のためバイアス電圧が光検出面内において異なる分布を
示し、特に光の投射位置が、光検出面の端の方になると
、取り出される光電流１＋ 、Ｉ２に非線形誤差が生じ
て、光位置の検出精度が低下するという問題点があった
。
ｎ接合に加わるバイアス電圧に対して影響を及ぼす。こ
のためバイアス電圧が光検出面内において異なる分布を
示し、特に光の投射位置が、光検出面の端の方になると
、取り出される光電流１＋ 、Ｉ２に非線形誤差が生じ
て、光位置の検出精度が低下するという問題点があった
。
［発明の目的１
この発明は、上記事情に基づいてなされたもので、光電
流出力の非線形誤差を低減して、光位置の検出精度を向
上させることのできる光位置検出素子を提供することを
目的とする。
流出力の非線形誤差を低減して、光位置の検出精度を向
上させることのできる光位置検出素子を提供することを
目的とする。
［発明の概要］
この発明は、上記目的を達成するために、一導電形の半
導体基板の主面に形成された反対導電形の層状領域と、
該層状領域および前記半導体基板の基板領域の境界部に
形成された反対導電形の高不純物温度埋込層と、前記層
状領域の表面部に設けられ、該層状領域の反対導電形と
接合層を形成する一導電形層と、該一導電形層の離隔し
た２位置に対向配設された一対の光電流取出用電極と、
前記一導電形層を囲繞するように形成された反対導電形
の高不純物濃度領域と、該高不純物濃度領域に接続され
、前記光電流取出用電極と対応する弛の電極とを有する
ことにより、光検出面において、場所的に異なった抵抗
分布の発生を防止して、光電流出力の非線形誤差を低減
できるようにしたものである。
導体基板の主面に形成された反対導電形の層状領域と、
該層状領域および前記半導体基板の基板領域の境界部に
形成された反対導電形の高不純物温度埋込層と、前記層
状領域の表面部に設けられ、該層状領域の反対導電形と
接合層を形成する一導電形層と、該一導電形層の離隔し
た２位置に対向配設された一対の光電流取出用電極と、
前記一導電形層を囲繞するように形成された反対導電形
の高不純物濃度領域と、該高不純物濃度領域に接続され
、前記光電流取出用電極と対応する弛の電極とを有する
ことにより、光検出面において、場所的に異なった抵抗
分布の発生を防止して、光電流出力の非線形誤差を低減
できるようにしたものである。
［発明の実施例コ
以下、この発明の実施例を第１図および第２図に基づい
て説明する。
て説明する。
なお、第１図および第２図において前記第３図における
部材Ｊ３よび部位と同一ないし均等のものは、前記と同
一符号を以って示し重複した説明を省略する。
部材Ｊ３よび部位と同一ないし均等のものは、前記と同
一符号を以って示し重複した説明を省略する。
まず構成を説明すると、この実施例においては、アイラ
ンド３ａ内に、ｎ形不純物を高濃度にドープしたｎ４領
域１５が、次のようなｔｍ ｔ！で形成されている。即
ちｎ＋領１ｉｉ！１５は、平面的には、ｐｎ接合による
光検出面を囲繞するように方形状に形成され、深さ方向
には、ｎ＋埋込唐５に達するように深く形成されている
。
ンド３ａ内に、ｎ形不純物を高濃度にドープしたｎ４領
域１５が、次のようなｔｍ ｔ！で形成されている。即
ちｎ＋領１ｉｉ！１５は、平面的には、ｐｎ接合による
光検出面を囲繞するように方形状に形成され、深さ方向
には、ｎ＋埋込唐５に達するように深く形成されている
。
そして、このｎ１領ｌ或１５に、カソード電極（アノー
ド電極１２．１３と対応した電極）１４が接続されてい
る。
ド電極１２．１３と対応した電極）１４が接続されてい
る。
而して、この実施例では、光電流の電流経路から、ｎ−
エピタキシャル層３による抵抗分が除去されている。
エピタキシャル層３による抵抗分が除去されている。
次に作用を説明する。
カソード電極１４に所要の正電圧が加えられ、光検出面
のｐｎ接合は、この正電圧により逆バイアスされる。
のｐｎ接合は、この正電圧により逆バイアスされる。
光検出面に光が１２ｒＡされると、その光の投射点に電
子−正孔対が発生し、これによる光電流が、カソード電
極１４から、ｎ“領域１５を介して、側面からｎ＋埋込
層５を流れ、各アノード電極１２．１３からは、光の投
射位置に応じて相対的に変化する光電流がそれぞれ取出
される。
子−正孔対が発生し、これによる光電流が、カソード電
極１４から、ｎ“領域１５を介して、側面からｎ＋埋込
層５を流れ、各アノード電極１２．１３からは、光の投
射位置に応じて相対的に変化する光電流がそれぞれ取出
される。
このように、光電流はｎ＋埋込層５の部分では、その側
面から最短距離を流れる。
面から最短距離を流れる。
したがって半導体基板１内における光電流の電流経路に
は、高比抵抗のｎ−エピタキシャル層３による抵抗分が
存在せず、またｎ＋埋込層５の部分では、その０；９面
からＲ短経路をとって電流が流れるので、光検出面内に
おいて、場所的に異なった抵抗分布の発生することが顕
著に低減される。
は、高比抵抗のｎ−エピタキシャル層３による抵抗分が
存在せず、またｎ＋埋込層５の部分では、その０；９面
からＲ短経路をとって電流が流れるので、光検出面内に
おいて、場所的に異なった抵抗分布の発生することが顕
著に低減される。
この結果、半導体基板１内における電圧降下が、はぼ一
定となって、光検出面のｐｎ接合に対するバイアス電圧
が、光検出面の全体に亘って一様となり、光電流出力の
非線形誤差が顕著に低減されて、光位置がｎ度よく検出
される。
定となって、光検出面のｐｎ接合に対するバイアス電圧
が、光検出面の全体に亘って一様となり、光電流出力の
非線形誤差が顕著に低減されて、光位置がｎ度よく検出
される。
［Ｆｅ明の効果］
以上説明したように、この発明によれば、層状領域の反
対導電形と接合層を形成する一導電形層を囲繞するよう
に反対導電形の高不純物濃度領域を形成し、この高不純
物濃度領域に、光電流取出用電極と対応する他の電極を
接続したので、高不純物濃度埋込、苦の部分では、低比
抵抗の高不純物濃度領域から最短経路をとって電流が流
れるように電流経路が形成される。したがって光検出面
内において、場所的に異なった抵抗分布の発生づること
か顕著に低減され、この場所的に異なった抵抗分布に基
因し”Ｃ生じる光電流出力の非線形誤差が低減されて、
光位置が精度よく検出されるという利点がある。
対導電形と接合層を形成する一導電形層を囲繞するよう
に反対導電形の高不純物濃度領域を形成し、この高不純
物濃度領域に、光電流取出用電極と対応する他の電極を
接続したので、高不純物濃度埋込、苦の部分では、低比
抵抗の高不純物濃度領域から最短経路をとって電流が流
れるように電流経路が形成される。したがって光検出面
内において、場所的に異なった抵抗分布の発生づること
か顕著に低減され、この場所的に異なった抵抗分布に基
因し”Ｃ生じる光電流出力の非線形誤差が低減されて、
光位置が精度よく検出されるという利点がある。
第１図はこの発明に係る光位置検出素子の実施例を示す
縦断面図、第２図は同上実施例の平面図、第３図は従来
の光位置検出素子を示す縦断面図である。 １：半導体基板、 ２：ｐ形基板、 ３：ｎ−エピタキシャル層、 ３ａ：アイランド（Ｊｉ状領領域、 ５：ｎ＋埋込層（高不純物濃度埋込層）、８：接合層を
形成するｐ形層、 １２．１３ニアノード電極（光電流取出用電極）１４：
カソード電極＝（光電流取出用電極に対応した他の電極
）、 １５：ｎ＋領領域高不純物濃度領域）。
縦断面図、第２図は同上実施例の平面図、第３図は従来
の光位置検出素子を示す縦断面図である。 １：半導体基板、 ２：ｐ形基板、 ３：ｎ−エピタキシャル層、 ３ａ：アイランド（Ｊｉ状領領域、 ５：ｎ＋埋込層（高不純物濃度埋込層）、８：接合層を
形成するｐ形層、 １２．１３ニアノード電極（光電流取出用電極）１４：
カソード電極＝（光電流取出用電極に対応した他の電極
）、 １５：ｎ＋領領域高不純物濃度領域）。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 一導電形の半導体基板の主面に形成された反対導電形の
層状領域と、 該層状領域および前記半導体基板の基板領域の境界部に
形成された反対導電形の高不純物濃度埋込層と、 前記層状領域の表面部に設けられ、該層状領域の反対導
電形と接合層を形成する一導電形層と、該一導電形層の
離隔した２位置に対向配設された一対の光電流取出用電
極と、 前記一導電形層を囲繞するように形成された反対導電形
の高不純物濃度領域と、 該高不純物濃度領域に接続され、前記光電流取出用電極
と対応する他の電極とを有することを特徴とする光位置
検出素子。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61200201A JPS6356966A (ja) | 1986-08-28 | 1986-08-28 | 光位置検出素子 |
| DE3744992A DE3744992C2 (de) | 1986-08-28 | 1987-08-27 | Lichtempfindlicher Positionssensor |
| DE19873728691 DE3728691A1 (de) | 1986-08-28 | 1987-08-27 | Lichtempfindlicher positionssensor |
| US07/090,603 US4841138A (en) | 1986-08-28 | 1987-08-28 | Photosensitive position sensor with logarithmic conversion |
| US07/338,059 US4877951A (en) | 1986-08-28 | 1989-04-14 | Photosensitive position sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61200201A JPS6356966A (ja) | 1986-08-28 | 1986-08-28 | 光位置検出素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6356966A true JPS6356966A (ja) | 1988-03-11 |
Family
ID=16420481
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61200201A Pending JPS6356966A (ja) | 1986-08-28 | 1986-08-28 | 光位置検出素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6356966A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02246168A (ja) * | 1989-03-20 | 1990-10-01 | Matsushita Electron Corp | 光半導体装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5638835A (en) * | 1979-09-07 | 1981-04-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Manufacture of semiconductor device |
| JPS6057716A (ja) * | 1983-07-27 | 1985-04-03 | アメリカン テレフオン アンド テレグラフ カムパニ− | 波形合成装置 |
-
1986
- 1986-08-28 JP JP61200201A patent/JPS6356966A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPH02246168A (ja) * | 1989-03-20 | 1990-10-01 | Matsushita Electron Corp | 光半導体装置 |
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