JPH01220867A - キャリヤの容量読取部と集積直流電圧供給部を備えた半導体 - Google Patents

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】 この発明は、特許請求の範囲第１項の上位部分に従う完
全又は部分的に空欠した基本領域を有する半導体検出器
に関する。

上記の種類に属する半導体検出器は、−船釣に公知であ
。この検出器では、多数のキャリアでも、少数のキャリ
アでも読取できる。特に興味のあることは、電気絶縁し
て対向して配設しである多数の線条電極によって位置測
定のできる線条検出器に見出せる。

通常、信号は検出器から直接、ないしは外部容量を介し
て電子回路に伝送される。容量結合には、望ましくない
検出器の暗電流が、電子回路に影響を与えないと言う利
点がある。この容量結合を高読取密度の集積読取電子回
路にする場合、公知の半導体検出器では、それが不可能
でないとしても難点がある。何故ならば、上記で要求さ
れる大きな結合容量及び高抵抗値を、理にかなった経費
で電子回路に集積することが不可能であるからである。

この発明の課題は、容量結合が複雑な構造であっても可
能となるように特許請求の範囲第１項の上位部分に記載
した半導体検出器を形成することにある。

上記の課題は、この発明により特許請求の範囲に記載し
た構成により解決されている。

この発明を以下に図面と関連して実施例に基づきより詳
しく説明する。

この発明では、結合容量（コンデンサ）は検出器の中に
集積しである。一方、電圧の供給は読取電極の近くに配
設した一個の電極を経由する直流電流で行われる。結合
容量を集積するには、絶縁層の中間位置によって読取電
極中で高抵抗部分と金属処理した部分の間で行われてい
る。電圧の供給には、同じ導電性の隣接する電極どうし
が僅かな電圧差のときのみ電気的に分離すると言う事実
を利用している。電圧がある一定値を越せば、両電極間
に電圧の増加と共に、はぼ指数関数的な増加を示す電流
が流れる。

例えば、第１図の構造の場合には、電圧導入電極（Ｂ）
とこの検出器の対向側（Ｃ）の間にバイアス電位を印加
するなら、読取電極（Ａ）のドーピングした部分は、当
然電圧導入電極より僅かに異なった電位に設定される。

電位差は、特に電極間隔と酸素電荷によって決まる。第
２図の多数キャリアを読取る構造は、検出器の体積内部
を完全に空欠にする充分高いバイアス電圧を印加して初
めて完全にアナログ的に機能する。

ｎ型材料と多数キャリヤの読み取りを利用する場合、又
はｐ型材料と少数キャリヤの読み取りの場合ある°種の
複雑さが生じる。その理由は、５ｉ−３ｉＯ□境界面の
正の酸素電荷は、重なり合った読取電極と電圧導入電極
の間に電気結合を発生させるからである。しかしながら
、この問題は、例えば絶縁ｐ壁領域（Ｉ）（第３図及び
第４図）の中間配置によるか、あるいは適当にバイアス
電位を印加したＭＯＳ構造（Ｍ）（第５図）によって回
避することができる。

更に、直列抵抗を形成する電子蓄積（反転）層の比較的
大きい二乗抵抗値を利用することもできる。このことは
、第６図で一つの線条検出器に対して多数キャリヤ読取
のｎ型材料にして示しである。ｐ型線条は、ｎ゛読取電
極間の絶縁に使用され、この電極の長さが長いので、ｐ
型線条間の長い蓄積層がバイアス抵抗を形成する。

上に説明した実施形状は、特許請求の範囲第１〜５項の
特徴を述べたものであるが、既に記載した結合容量を検
出器中に集積することの外に、例えば多結晶シリコン抵
抗のような補助技術過程による抵抗作製を省略できると
言う利点を有する。

特許請求の範囲第６項及び第７項（実施例では、第７図
及び第８図）に示す他の構成では、母材に不均一ドーピ
ングをすると有利となる。絶縁構造体の個々のセグメン
トは、種々の電圧で調整できるので、僅かな電圧が加わ
っているときのみ電気絶縁が達成され、電場が低減され
る。

特許請求の範囲第８及び第９項の実施例は、位置感知で
きる検出器に導く。更に特許請求の範囲第１０項によっ
てこの検出器を簡単に検査できる何故ならば、単一の電
圧導入電極によって複数（又は全部の）読取電極に同時
に電圧を供給できるからである。更にこの構造では容量
性の電荷分割を備えた読取を利用すると、大幅に単純化
が行える。このことが意味することは、電子回路を選定
した読取電極に、−ｉ的に規則正しい間隔にして接続で
きることである。

この場合、読取を行わない電極を同電位にすることも必
要であり、これには、高抵抗被膜を付着させて行ってい
る。この操作は、特許請求の範囲第１０項の構造の場合
、省略できる。

特に興味のある他の構成は、特許請求の範囲第１１項に
記載しである。二種のキャリヤを信号として同時に利用
すると、例えば二つの主面上に読取電極を線条に形成し
た場合、ただ−個の検出器で二つの独立座標に対する同
時測定が行える。

上に述べた実施例は、−膜性に制限を加えて説明したも
のではない。自明なことであるが、−ｉ的な発明の思想
の枠内で種々な修正が行える。即ち、他の半導体材料、
絶縁物及び導電材料が利用できる。例えばアルミニュー
ムを多結晶シリコンで、また酸化珪素を窒素珪素で、そ
してバイポーラダイオードをショットキーダイオードで
置き換えることができる。幾何学的な構造に関しても、
他の変形が行える。例えば、円筒状構造、ミアンダ状構
造あるいは線条構造をパッド構造に置き換えることなど
である。実施例で説明した並列配置電極の代わり、又は
それに付加して、直列配置電圧供給も可能である。電子
蓄積層又は反転層（第１図）を利用する場合、直列抵抗
の値を端部領域の絶縁構造の幅又は形状を変えて調節で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、少数キャリヤの読取部を備えたこの発明によ
る第一実施例の検出器の断面図。 第２図は、多数キャリヤの読取部を備えた第二実施例の
検出器の断面図。 第３図及び第４図は、絶縁構造を有する第１図及び第２
図に示した実施例の改良した検出器の断面図。 第５図は、多数キャリヤの読取部を備えた別な実施例の
検出器の断面図。 第６図は、線条構造の平面図。 第７図は、細分化した線条構造の平面図。 第８図は、細分化した線条構造の縦断面図。 図中引用記号： Ａ・・・読取電極、 Ｂ・・・電圧導入電極、 Ｃ・・・検出器の対向側部、 ■・・・絶縁化したｐ型領域、

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）バイアス電圧を印加した第１導電性を有する完全又
   は部分的に空乏化した基本領域と、入射した光によって
   生じるキャリヤが信号を発生する少なくとも一つの読取
   電極を備えた半導体検出器において、 ａ）読取電極を第一又は第二導電性の高濃度ドーピング
   領域で形成し、この領域上には、絶縁被膜と、この被膜
   の上に導電性電極層を付着し、前記電極層で影響を受け
   た信号を読み取ることができ、 ｂ）読取電極の高濃度ドーピング領域での電圧導入は、
   読取電極と同じ導電性を有する少なくとも一個の電極に
   よって検出器の基本領域を介して高抵抗で行う ことによって特徴付けられる検出器。 ２）電極の電気的な分離のために、読取電極は別な導電
   性の領域によって、完全に又は部分的に取り囲まれてい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の検出器
   。 ３）電極の電気的な分離のために、読取電極はバイアス
   電圧を印加した適当なＭＯＳ構造体によって、完全又は
   部分的に取り囲まれていることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の検出器。 ４）電極の電気的な分離のため、酸素電荷は広範囲表面
   ドーピングによって、補償されていることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の検出器。 ５）前記の広範囲表面ドーピングは、イオンプランテー
   ションによって作製されることを特徴とする特許請求の
   範囲第４項記載の検出器。 ６）別な導電性を有する領域は、細分化されているので
   、種々の電圧に調整できることを特徴とする特許請求の
   範囲第２項記載の検出器。 ７）ＭＯＳ構造体は、細分化されているので、個々の細
   分片の反転層に種々の電圧を設定できることを特徴とす
   る特許請求の範囲第３項記載の検出器。 ８）多数の読取電極は、互いに隣接して配設してあるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の検出器。 ９）多数の読取電極と絶縁構造体を有する多数の領域は
   、互いに隣接して配設してあることを特徴とする特許請
   求の範囲第１〜７項のいずれか１項に記載の検出器。 １０）多数の読取電極に対する電圧導入は、同じ電極で
   行われることを特徴とする特許請求の範囲第９項記載の
   検出器。 １１）別な主表面上にも、少なくとも一つの読取電極が
   配設してあることを特徴とする特許請求の範囲第１〜１
   ０項のいずれか１項に記載の検出器。