WO2007132823A1 - 受光素子 - Google Patents

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Yoshitsugu Uedaira
Junji Fujino
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Rohm Co Ltd
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    • H10F77/00—Constructional details of devices covered by this subclass
    • H10F77/10—Semiconductor bodies
    • H10F77/14—Shape of semiconductor bodies; Shapes, relative sizes or dispositions of semiconductor regions within semiconductor bodies

Definitions

  • the present invention relates to a light receiving element having a photodiode structure.
  • illuminance sensor for detecting ambient brightness.
  • the brightness of the liquid crystal screen is automatically adjusted according to the ambient brightness detected by the illuminance sensor.
  • a light receiving element having a photodiode structure is used for the illuminance sensor.
  • a conventional typical light receiving element has, for example, a structure in which a p-type impurity region is formed in a surface layer portion of an n-type substrate.
  • light incident from the surface (light receiving surface) of the p-type impurity region is photoelectrically converted by a photodiode formed by a pn junction between the P-type impurity region and the n-type substrate, and light generated by this photoelectric conversion.
  • Current is output from the force sword electrode connected to the n-type substrate.
  • Patent Document 1 JP-A-7-38136
  • the sensitivity (visual sensitivity) of the human eye to light peaks for light with a wavelength of about 555 nm, and is zero for light with a wavelength of about 400 nm or less and about 720 nm or more.
  • the shorter the light with a shorter wavelength the lower the sensitivity for the light with a wavelength in the range of about 555 to 720 nm. Becomes smaller.
  • the depth of the light receiving surface of the photodiode depth of the p-type impurity region so that the spectral sensitivity becomes a peak with respect to light having a wavelength of about 555 nm.
  • depth of the p-type impurity region depth of the p-type impurity region
  • the illuminance sensor when the illuminance sensor is provided in a mono device, the brightness of the liquid crystal screen is adjusted well with respect to changes in ambient brightness. There is a risk that it will not be. Therefore, when a conventional light receiving element is used for an illuminance sensor, an expensive optical filter for removing light having a light power wavelength of 400 nm or less incident on the surface of the P-type impurity region is necessary.
  • an object of the present invention is to provide a light receiving element that has a spectral sensitivity characteristic that is close to the visual sensitivity characteristic and can eliminate the need for an optical filter for bringing the spectral sensitivity characteristic close to the visual sensitivity characteristic. Is to provide.
  • the invention according to claim 1 is a first semiconductor layer having a first conductivity type, embedded in a surface layer portion of the first semiconductor layer, and the first conductivity type.
  • a second semiconductor layer having a different second conductivity type, a third semiconductor layer embedded in a surface layer portion of the second semiconductor layer and having the first conductivity type, the second semiconductor layer, and the third semiconductor And a wiring for connecting the layers.
  • a second semiconductor layer of the second conductivity type (n-type or p-type) is embedded in the surface layer portion of the first semiconductor layer of the first conductivity type (p-type or n-type).
  • a third semiconductor layer of the first conductivity type is embedded in the surface layer portion of the second semiconductor layer.
  • the light receiving element also has a pn junction force between the first photodiode, which is a pn junction between the first semiconductor layer and the second semiconductor layer, and a pn junction force between the second semiconductor layer and the third semiconductor layer.
  • the two photodiodes are formed with different depths from the surfaces of the first semiconductor layer, the second semiconductor layer, and the third semiconductor layer forming the light receiving surface. That is, the first photodiode is formed at a position where the light receiving surface force is relatively deep, and the second photodiode is formed at a position where the light receiving surface force is relatively shallow.
  • the second photodiode since the second photodiode is formed, only light that is not photoelectrically converted by the second photodiode among the light incident from the light receiving surface reaches the first photodiode. . Therefore, the spectral sensitivity of the first photodiode can be lowered in the short wavelength range as compared with the spectral sensitivity of the conventional light receiving element (the photodiode formed therein).
  • the depth from the light receiving surface of the first photodiode is set to be substantially the same as the depth of the light receiving surface force of the photodiode in the conventional light receiving element, and the second photodiode with respect to light having a wavelength of 400 nm is set.
  • the spectral sensitivity characteristics of the first photodiode can be adjusted to the sensitivity to light with a wavelength of about 555 nm.
  • a spectral sensitivity characteristic with a peak of and sensitivity to light with a wavelength of 400 nm or less is zero. That is, the spectral sensitivity characteristic of the first photodiode can be brought close to the visibility characteristic.
  • this light receiving element the second semiconductor layer and the third semiconductor layer are connected to each other through a wiring, thereby short-circuiting between the anodes of the second photodiode. Therefore, the photocurrent generated by the photoelectric conversion in the second photodiode is not extracted, and only the photocurrent generated by the photoelectric conversion in the first photodiode is extracted as the photodetection signal. Therefore, this light receiving element has a spectral sensitivity characteristic close to the visibility characteristic, and an expensive optical filter for bringing the spectral sensitivity characteristic close to the visibility characteristic can be eliminated. Therefore, this light receiving element can be suitably used for an illuminance sensor for detecting brightness.
  • the photocurrent generated by photoelectric conversion in the second photodiode is not taken out, a circuit for calculating the spectral sensitivity based on the photocurrent is unnecessary. Therefore, a space for arranging such an arithmetic circuit can be omitted, and the size of the light receiving element can be reduced.
  • the light receiving element can also be configured as a discrete product that does not have an arithmetic circuit or the like. Furthermore, since an arithmetic circuit that calculates the spectral sensitivity based on the photocurrent generated by photoelectric conversion in the second photodiode is unnecessary, the light receiving element is not likely to be affected by noise of the arithmetic circuit. A good light detection signal can be output.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a structure of a light receiving element according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining spectral sensitivity characteristics of the light receiving element shown in FIG. 1. Explanation of symbols
  • FIG. 1 is a sectional view showing the structure of a light receiving element according to an embodiment of the present invention.
  • the light receiving element 1 includes an n-type substrate 2 as a first semiconductor layer.
  • the surface of the n-type substrate 2 forms a light receiving surface on which light is incident.
  • the surface layer portion of the n-type substrate 2 is doped with a surface force p-type impurity in an inner region separated by a predetermined width from the periphery of the n-type substrate 2 in plan view.
  • the p-type layer 3 is buried.
  • a first photodiode PD1 having a pn junction force between the n-type substrate 2 and the p-type layer 3 is formed.
  • the depth of the light-receiving surface of the p-type layer 3 is set to a depth at which light with a wavelength of 555 nm is most efficiently photoelectrically converted by the first photodiode PD1.
  • the surface layer portion of the p-type layer 3 is doped with a surface force n-type impurity in an inner region spaced apart from the periphery of the p-type layer 3 in plan view, thereby providing a third semiconductor layer.
  • the n-type layer 4 is embedded.
  • a second photodiode PD2 having a pn junction force between the p-type layer 3 and the n-type layer 4 is formed in the light-receiving element 1 at a position closer to the light-receiving surface than the first photodiode PD1. ing.
  • the light incident on the light-receiving surface force is absorbed at a shallower position as the wavelength is shorter. Therefore, in the second photodiode PD2, light having a wavelength shorter than 555 nm is the most efficient. It is often photoelectrically converted.
  • the surface of the n-type substrate 2 is covered with a transparent protective film 5 having SiO or SiN force.
  • a first force sword electrode 6, a first anode electrode 7, a second anode electrode 8, and a second force sword electrode 9 are formed on the protective film 5.
  • the first force sword electrode 6 is connected to the n-type substrate 2 through the opening 11 formed in the protective film 5.
  • the first anode electrode 7 is connected to the p-type layer 3 through the opening 10 formed in the protective film 5. Further, the first anode electrode 7 is connected to a ground line (not shown) and is at a ground potential.
  • the photocurrent generated by the photoelectric conversion in the first photodiode PD1 is output from the first force sword electrode 6 as a light detection signal.
  • the second anode electrode 8 is connected to the p-type layer 3 through the opening 12 formed in the protective film 5.
  • the second force sword electrode 9 is connected to the n-type layer 4 through the opening 13 formed in the protective film 5.
  • the second anode electrode 8 and the second force sword electrode 9 are connected via a wiring 14 formed on the protective film 5.
  • the second anode electrode 8 is connected to a ground line (not shown).
  • the light-receiving element 1 includes a first photodiode PD1 that also has a pn junction between the n-type substrate 2 and the p-type layer 3, and a second that also has a pn junction between the p-type layer 3 and the n-type layer 4.
  • the photodiode PD2 is formed by varying the depth of the surface force of the n-type substrate 2 forming the light receiving surface.
  • the first photodiode PD1 is formed to a depth at which light having a wavelength of about 555 nm is most efficiently photoelectrically converted. If the second photodiode PD2 is not formed, the first photodiode PD1 has a spectral sensitivity characteristic similar to that of the conventional light receiving element described in the background section. In other words, as shown by the curve C1 in FIG. 2, it has sensitivity to light with a wavelength of about 720 nm or less, has a peak sensitivity to light with a wavelength of about 555 nm, and has zero sensitivity to light with a wavelength of 4 OO nm or less. Nana!
  • the second photodiode PD2 since the second photodiode PD2 is formed, only the light that is not photoelectrically converted by the second photodiode PD2 out of the light incident from the light receiving surface is the first photodiode. Reach PD1. Therefore, as shown by the curve C2 in FIG. 2, the second photodiode PD2 has almost the same sensitivity with respect to light having a wavelength of 400 nm as that of a conventional light receiving element, and has a wavelength of about 400 nm.
  • the first photodiode PD1 has a wavelength of about 1 as shown by the curve C3 in FIG.
  • the first photodiode PD1 has a spectral sensitivity characteristic close to the visual sensitivity characteristic.
  • the second photoelectrode 8 connected to the p-type layer 3 and the second force sword electrode 9 connected to the n-type layer 4 are connected via the wiring 14, whereby the second photoelectrode 8 is connected.
  • the diode sword of diode PD2 is short-circuited.
  • the second anode electrode 8 is connected to the ground line. Therefore, the photoelectric current generated by the photoelectric conversion in the second photodiode PD2 is released to the ground line, and only the photocurrent generated by the photoelectric conversion in the first photodiode PD1 is received from the light receiving element 1. Output from the first force sword electrode 6 as a light detection signal.
  • the light receiving element 1 has a spectral sensitivity characteristic close to the visibility characteristic, and an expensive optical filter for bringing the spectral sensitivity characteristic close to the visibility characteristic can be eliminated. Therefore, the light receiving element 1 can be suitably used as an illuminance sensor for detecting brightness!
  • the photocurrent generated by the photoelectric conversion in the second photodiode PD2 is not taken out, and therefore a circuit for calculating the spectral sensitivity based on the photocurrent is not necessary. . Therefore, a space for arranging such an arithmetic circuit can be omitted, and the size of the light receiving element 1 can be reduced.
  • the light receiving element 1 can also be configured as a discrete product that does not have an arithmetic circuit or the like. Furthermore, since an arithmetic circuit for calculating the spectral sensitivity based on the photocurrent generated by photoelectric conversion in the second photodiode PD2 is unnecessary, the light receiving element 1 is affected by the noise of the arithmetic circuit. A good light detection signal without fear can be output.
  • the first anode electrode 7 and the second anode electrode 8 are formed separately, but the first anode electrode 7 and the second anode electrode 8 may be formed integrally. Further, the first anode electrode 7 and the opening 11 may be omitted. Furthermore, the second The anode electrode 8 and the opening 12 may be omitted, the first anode electrode 7 may be connected to the ground line, and the first anode electrode 7 and the second force sword electrode 9 may be connected by the wiring 14.
  • a configuration in which the conductivity type of each semiconductor portion of the light receiving element described above is inverted may be employed. That is, an n-type layer is embedded in a surface layer portion of a p-type substrate, and a p-type layer is embedded in the surface layer portion of the n-type layer. Then, the p-type substrate and the p-type layer are connected to the ground line, and the p-type layer and the n-type layer are connected by wiring so that the pn junction force between the p-type layer and the n-type layer is also provided.

Landscapes

  • Light Receiving Elements (AREA)

Abstract

　視感度特性に近い分光感度特性を有し、分光感度特性を視感度特性に近づけるための光学フィルタを不要とすることができる、受光素子を提供する。この受光素子は、第１導電型を有する第１半導体層と、この第１半導体層の表層部に埋設され、前記第１導電型とは異なる第２導電型を有する第２半導体層と、この第２半導体層の表層部に埋設され、前記第１導電型を有する第３半導体層と、前記第２半導体層と前記第３半導体層とを接続する配線とを備えている。

Description

明 細 書
受光素子
技術分野
[0001] この発明は、フォトダイオード構造を有する受光素子に関する。
背景技術
[0002] たとえば、携帯電話機や PDA (Personal Digital Assistants)、ノート PC (Personal C omputer)などのモパイル機器では、周囲の明るさを検出するための照度センサが備 えられている。そして、この照度センサにより検出される周囲の明るさに応じて、液晶 画面の輝度が自動調整される。
照度センサには、フォトダイオード構造を有する受光素子が用いられている。従来 の典型的な受光素子は、たとえば、 n型基板の表層部に、 p型不純物領域が形成さ れた構造を有している。この受光素子では、 p型不純物領域の表面 (受光面)から入 射する光が、 P型不純物領域と n型基板との pn接合からなるフォトダイオードにより光 電変換され、この光電変換により生じる光電流が、 n型基板に接続された力ソード電 極から出力される。
特許文献 1 :特開平 7— 38136号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0003] ところで、光に対する人間の目の感度 (視感度）は、波長が約 555nmの光に対して ピークとなり、波長が約 400nm以下の範囲および約 720nm以上の範囲の光に対し て零となる。また、波長が約 400〜555nmの範囲の光に対しては、短い波長の光ほ ど視感度が小さぐ波長が約 555〜720nmの範囲の光に対しては、長い波長の光 ほど視感度が小さくなる。
[0004] そこで、従来の受光素子では、分光感度が約 555nmの波長を有する光に対してピ ークとなるように、フォトダイオードの受光面力 の深さ（p型不純物領域の深さ）が設 定されている。しかし、このような深さでは、 p型不純物領域の表面から入射する波長 400nm以下の光がフォトダイオード（pn接合）に達するために、波長 400nm以下の 光に対する感度が零にならない。このような分光感度特性を有する受光素子が照度 センサに用いられ、たとえば、その照度センサがモノィル機器に備えられた場合、周 囲の明るさの変化に対して、液晶画面の輝度が良好に調整されないおそれがある。 そのため、従来の受光素子を照度センサに用いる場合には、 P型不純物領域の表面 に入射する光力 波長 400nm以下の光を除去するための高価な光学フィルタが必 要であった。
[0005] そこで、この発明の目的は、視感度特性に近!ヽ分光感度特性を有し、分光感度特 性を視感度特性に近づけるための光学フィルタを不要とすることができる、受光素子 を提供することである。
課題を解決するための手段
[0006] 前記の目的を達成するための請求項 1記載の発明は、第 1導電型を有する第 1半 導体層と、この第 1半導体層の表層部に埋設され、前記第 1導電型とは異なる第 2導 電型を有する第 2半導体層と、この第 2半導体層の表層部に埋設され、前記第 1導電 型を有する第 3半導体層と、前記第 2半導体層と前記第 3半導体層とを接続する配線 とを含むことを特徴とする、受光素子である。
[0007] この受光素子では、第 1導電型 (p型または n型)の第 1半導体層の表層部に、第 2 導電型 (n型または p型)の第 2半導体層が埋設され、この第 2半導体層の表層部に、 第 1導電型の第 3半導体層が埋設されている。これにより、受光素子には、第 1半導 体層と第 2半導体層との pn接合カゝらなる第 1のフォトダイオードと、第 2半導体層と第 3半導体層との pn接合力もなる第 2のフォトダイオードとが、受光面をなす第 1半導体 層、第 2半導体層および第 3半導体層の表面からの深さを異ならせて形成されている 。すなわち、受光面力 相対的に深い位置に第 1のフォトダイオードが形成され、受 光面力も相対的に浅い位置に第 2のフォトダイオードが形成されている。
[0008] この受光素子では、第 2のフォトダイオードが形成されているので、受光面から入射 する光のうち、第 2のフォトダイオードで光電変換されない光のみが第 1のフォトダイォ ードに到達する。したがって、従来の受光素子（に形成されているフォトダイオード） の分光感度と比較して、第 1のフォトダイオードの分光感度を、短波長域で下げること ができる。 [0009] たとえば、第 1のフォトダイオードの受光面からの深さを従来の受光素子におけるフ オトダイオードの受光面力もの深さとほぼ同じに設定し、波長 400nmの光に対する第 2のフォトダイオードの感度が従来の受光素子とほぼ同じとなるように、第 2のフォトダ ィオードの受光面力 の深さを設定すれば、第 1のフォトダイオードの分光感度特性 を、波長が約 555nmの光に対する感度がピークとなり、波長が 400nm以下の光に 対する感度が零である分光感度特性とすることができる。つまり、第 1のフォトダイォ ードの分光感度特性を、視感度特性に近づけることができる。
[0010] そして、この受光素子では、第 2半導体層と第 3半導体層とが配線を介して接続さ れることにより、第 2のフォトダイオードのアノード一力ソード間が短絡されている。その ため、第 2のフォトダイオードでの光電変換によって生じる光電流は取り出されず、第 1のフォトダイオードでの光電変換によって生じる光電流のみが光検出信号として取 り出される。したがって、この受光素子は、視感度特性に近い分光感度特性を有し、 分光感度特性を視感度特性に近づけるための高価な光学フィルタを不要とすること ができる。よって、この受光素子は、明るさを検出するための照度センサに好適に用 いることがでさる。
[0011] また、第 2のフォトダイオードでの光電変換により生じる光電流が取り出されないの で、その光電流に基づいて分光感度を演算する回路が不要である。したがって、そ のような演算回路を配置するためのスペースを省略することができ、受光素子のサイ ズの小型化を図ることができる。また、この受光素子を、演算回路などを有しないディ スクリート製品として構成することもできる。さらには、第 2のフォトダイオードでの光電 変換により生じる光電流に基づいて分光感度を演算する演算回路が不要であるので 、この受光素子は、その演算回路が有するノイズの影響を受けるおそれがなぐ良好 な光検出信号を出力することができる。
[0012] 本発明における上述の、またはさらに他の目的、特徴および効果は、添付図面を 参照して次に述べる実施形態の説明により明らかにされる。
図面の簡単な説明
[0013] [図 1]この発明の一実施形態に係る受光素子の構造を示す断面図である。
[図 2]図 1に示す受光素子の分光感度特性を説明するための図である。 符号の説明
[0014] 1 受光素子
2 n型基板
3 p型層
4 n型層
14 配線
発明を実施するための最良の形態
[0015] 以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図 1は、この発明の一実施形態に係る受光素子の構造を示す断面図である。 この受光素子 1は、第 1半導体層としての n型基板 2を備えている。この n型基板 2の 表面は、光が入射する受光面をなしている。
n型基板 2の表層部には、平面視において、 n型基板 2の周縁から所定幅を隔てた 内方の領域に、その表面力 p型不純物をドーピングすることによって、第 2半導体層 としての p型層 3が埋設されている。これにより、受光素子 1には、 n型基板 2と p型層 3 との pn接合力もなる第 1のフォトダイオード PD1が形成されている。 p型層 3の受光面 力もの深さは、その第 1のフォトダイオード PD1で波長 555nmの光が最も効率よく光 電変換される深さとされている。
[0016] p型層 3の表層部には、平面視において、 p型層 3の周縁から間隔を隔てた内方の 領域に、その表面力 n型不純物をドーピングすることによって、第 3半導体層として の n型層 4が埋設されている。これにより、受光素子 1には、第 1のフォトダイオード PD 1よりも受光面に近い位置に、 p型層 3と n型層 4との pn接合力もなる第 2のフォトダイ オード PD2が形成されている。一般に、フォトダイオード構造を有する受光素子では 、受光面力 入射する光は波長が短いものほど浅い位置で吸収されるので、第 2のフ オトダイオード PD2では、 555nmよりも短い波長の光が最も効率よく光電変換される ことになる。
[0017] n型基板 2の表面は、 SiOまたは SiN力もなる透明な保護膜 5で覆われている。こ
2
の保護膜 5上には、第 1力ソード電極 6、第 1アノード電極 7、第 2アノード電極 8および 第 2力ソード電極 9が形成されている。 第 1力ソード電極 6は、保護膜 5に形成された開口 11を介して、 n型基板 2に接続さ れている。第 1アノード電極 7は、保護膜 5に形成された開口 10を介して、 p型層 3に 接続されている。また、第 1アノード電極 7は、グランドライン（図示せず）に接続されて 、グランド電位とされている。これにより、第 1のフォトダイオード PD1での光電変換に よって生じる光電流は、第 1力ソード電極 6から光検出信号として出力される。
[0018] 第 2アノード電極 8は、保護膜 5に形成された開口 12を介して、 p型層 3に接続され ている。第 2力ソード電極 9は、保護膜 5に形成された開口 13を介して、 n型層 4に接 続されている。そして、第 2アノード電極 8と第 2力ソード電極 9とは、保護膜 5上に形 成された配線 14を介して接続されている。また、第 2アノード電極 8は、グランドライン (図示せず）に接続されている。
[0019] 以上のように、この受光素子 1では、 n型基板 2の表層部に p型層 3が埋設され、そ の p型層 3の表層部に n型層 4が埋設されている。これにより、受光素子 1には、 n型基 板 2と p型層 3との pn接合力もなる第 1のフォトダイオード PD1と、 p型層 3と n型層 4と の pn接合力もなる第 2のフォトダイオード PD2とが、受光面をなす n型基板 2の表面 力 の深さを異ならせて形成されて 、る。
[0020] 第 1のフォトダイオード PD1は、波長が約 555nmの光が最も効率よく光電変換され る深さに形成されている。第 2のフォトダイオード PD2が形成されていなければ、第 1 のフォトダイオード PD1は、背景技術の項で説明した従来の受光素子と同様の分光 感度特性を有する。すなわち、図 2に曲線 C1で示すように、波長が約 720nm以下の 光に対して感度を有し、波長が約 555nmの光に対する感度がピークとなり、波長が 4 OOnm以下の光に対する感度が零にはならな!、。
[0021] この受光素子 1では、第 2のフォトダイオード PD2が形成されているので、受光面か ら入射する光のうち、第 2のフォトダイオード PD2で光電変換されない光のみが第 1の フォトダイオード PD1に到達する。したがって、第 2のフォトダイオード PD2が、図 2に 曲線 C2で示すように、波長が 400nmの光に対して従来の受光素子とほぼ同じ感度 を有し、かつ、約 400nmの波長を有する光に対する感度がピークとなり、それよりも 長い波長の光ほど感度が低下するような分光感度特性を有していれば、第 1のフォト ダイオード PD1は、図 2に曲線 C3で示すように、波長が約 720nm以下の光に対して 感度を有し、波長が約 555nmの光に対する感度がピークとなり、波長が 400nm以 下の光に対する感度が零である分光感度特性を有する。つまり、第 1のフォトダイォ ード PD1は、視感度特性に近!ヽ分光感度特性を有する。
[0022] そして、 p型層 3に接続された第 2アノード電極 8と n型層 4に接続された第 2力ソード 電極 9とが配線 14を介して接続されることにより、第 2のフォトダイオード PD2のァノー ド一力ソード間が短絡されている。また、第 2アノード電極 8は、グランドラインに接続さ れている。そのため、第 2のフォトダイオード PD2での光電変換により生成される光電 流は、グランドラインに逃がされ、この受光素子 1からは、第 1のフォトダイオード PD1 での光電変換によって生じる光電流のみが第 1力ソード電極 6から光検出信号として 出力される。したがって、この受光素子 1は、視感度特性に近い分光感度特性を有し 、分光感度特性を視感度特性に近づけるための高価な光学フィルタを不要とするこ とができる。よって、この受光素子 1は、明るさを検出するための照度センサに好適に 用!/、ることができる。
[0023] また、この受光素子 1では、第 2のフォトダイオード PD2での光電変換により生じる 光電流が取り出されな 、ので、その光電流に基づ 、て分光感度を演算する回路が 不要である。したがって、そのような演算回路を配置するためのスペースを省略する ことができ、受光素子 1のサイズの小型化を図ることができる。また、この受光素子 1を 、演算回路などを有しないディスクリート製品として構成することもできる。さらには、 第 2のフォトダイオード PD2での光電変換により生じる光電流に基づいて分光感度を 演算する演算回路が不要であるので、この受光素子 1は、その演算回路が有するノィ ズの影響を受けるおそれがなぐ良好な光検出信号を出力することができる。
[0024] 本発明の実施形態について詳細に説明してきたが、これらは本発明の技術的内容 を明らかにするために用いられた具体例に過ぎず、本発明はこれらの具体例に限定 して解釈されるべきではなぐ本発明の精神および範囲は添付の請求の範囲によつ てのみ限定される。
たとえば、前述の実施形態では、第 1アノード電極 7および第 2アノード電極 8が別 々に形成されているが、第 1アノード電極 7および第 2アノード電極 8を一体に形成し てもよい。また、第 1アノード電極 7および開口 11を省略してもよい。さらにまた、第 2 アノード電極 8および開口 12を省略し、第 1アノード電極 7をグランドラインに接続す るとともに、第 1アノード電極 7と第 2力ソード電極 9とを配線 14により接続してもよい。
[0025] また、前述した受光素子の各半導体部分の導電型を反転した構成が採用されても よい。すなわち、 p型基板の表層部に n型層を埋設し、その n型層の表層部に p型層 を埋設する。そして、 p型基板および p型層をグランドラインに接続するとともに、 p型 層と n型層とを配線により接続して、 p型層と n型層との pn接合力もなる第 2のフォトダ ィオードのアノード一力ソード間を短絡することにより、 p型基板と n型層との pn接合か らなる第 1のフォトダイオードでの光電変換によって生じる光電流のみを n型層に接続 された電極から取り出すようにしてもよ!/ヽ。
[0026] この出願は、 2006年 5月 12日に日本国特許庁に提出された特願 2006— 13409 4号に対応しており、この出願の全開示はここに引用により組み込まれるものとする。

Claims

請求の範囲
第 1導電型を有する第 1半導体層と、
この第 1半導体層の表層部に埋設され、前記第 1導電型とは異なる第 2導電型を有 する第 2半導体層と、
この第 2半導体層の表層部に埋設され、前記第 1導電型を有する第 3半導体層と、 前記第 2半導体層と前記第 3半導体層とを接続する配線とを含むことを特徴とする
、受光素子。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5546557A (en) * 1978-09-28 1980-04-01 Sharp Corp Light semiconductor device
JPS5585082A (en) * 1978-12-20 1980-06-26 Sharp Corp Optical semiconductor apparatus
JP2000077702A (ja) * 1998-08-31 2000-03-14 Oki Electric Ind Co Ltd 半導体受光素子、半導体受光素子の製造方法および受光素子モジュール

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5546557A (en) * 1978-09-28 1980-04-01 Sharp Corp Light semiconductor device
JPS5585082A (en) * 1978-12-20 1980-06-26 Sharp Corp Optical semiconductor apparatus
JP2000077702A (ja) * 1998-08-31 2000-03-14 Oki Electric Ind Co Ltd 半導体受光素子、半導体受光素子の製造方法および受光素子モジュール

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