JPH03241877A - 光半導体装置 - Google Patents
光半導体装置Info
- Publication number
- JPH03241877A JPH03241877A JP2038675A JP3867590A JPH03241877A JP H03241877 A JPH03241877 A JP H03241877A JP 2038675 A JP2038675 A JP 2038675A JP 3867590 A JP3867590 A JP 3867590A JP H03241877 A JPH03241877 A JP H03241877A
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- JP
- Japan
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- light
- width
- receiving
- semiconductor device
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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
本発明は受光部をもつ光半導体装置に関するものである
。
。
従来の技術
近年、光半導体装置、とりわけ受光素子の分野において
は、これまで以上の高速な応答特性をもつものが要求さ
れている。特にコクパクトディスクや書き換え可能な光
磁気ディスクの光ピツクアップ部は、高Ｓ／Ｎ、高速応
答の要望が強くなってきており、これらに答えられる受
光素子への必要性はたかまっている。
は、これまで以上の高速な応答特性をもつものが要求さ
れている。特にコクパクトディスクや書き換え可能な光
磁気ディスクの光ピツクアップ部は、高Ｓ／Ｎ、高速応
答の要望が強くなってきており、これらに答えられる受
光素子への必要性はたかまっている。
半導体レーザー光などをレンズ系により受光面に集光あ
るいは結像させたときに、その入射光の状態を信号検出
する場合、その入射光の大きさ。
るいは結像させたときに、その入射光の状態を信号検出
する場合、その入射光の大きさ。
形状に基づき受光素子のアクティブエリア、すなわち、
受光領域を決定する。しかしながら、ＰＮ接合に逆バイ
アスを印加させると、空乏層が形成され、この横方向に
広がった空乏層のため、受光領域の外債にも受光感度を
有する領域が形成される。また、第５図の断面図に示し
たような従来の２つの受光領域をもつ場合のそれぞれの
受光領域の近接する分離部では、その分離幅と半導体基
板上の酸化膜等の表面膜の厚み、材料で上に述べた受光
パターン外の受光感度領域を有する領域がそれぞれ異な
ってくる。第５図は、低抵抗なシリコンＮ型半導体基板
１上に高抵抗なｉ層の領域２がエピタキシャル成長によ
り形成され、この中にＰ＋型の受光エリア３が形成され
、これにアノード電極４がアルミニウムにより形成され
ている。
受光領域を決定する。しかしながら、ＰＮ接合に逆バイ
アスを印加させると、空乏層が形成され、この横方向に
広がった空乏層のため、受光領域の外債にも受光感度を
有する領域が形成される。また、第５図の断面図に示し
たような従来の２つの受光領域をもつ場合のそれぞれの
受光領域の近接する分離部では、その分離幅と半導体基
板上の酸化膜等の表面膜の厚み、材料で上に述べた受光
パターン外の受光感度領域を有する領域がそれぞれ異な
ってくる。第５図は、低抵抗なシリコンＮ型半導体基板
１上に高抵抗なｉ層の領域２がエピタキシャル成長によ
り形成され、この中にＰ＋型の受光エリア３が形成され
、これにアノード電極４がアルミニウムにより形成され
ている。
従来は、受光領域の外でも空乏層の広がり方とチップ表
面の膜の状態に応して光感度が変化する。第６図は、第
５図の従来例において１０μｍ径以下０光スポットを左
から右に走査させた時に得られる光感度プロファイル図
である。この第６図かられかるように、Ｐ＋層の受光エ
リアのパターンの外およびＰ＋層受光エリア３の近接す
る分離部に、光感度を有する領域が生じてくる。
面の膜の状態に応して光感度が変化する。第６図は、第
５図の従来例において１０μｍ径以下０光スポットを左
から右に走査させた時に得られる光感度プロファイル図
である。この第６図かられかるように、Ｐ＋層の受光エ
リアのパターンの外およびＰ＋層受光エリア３の近接す
る分離部に、光感度を有する領域が生じてくる。
発明が解決しようとする課題
本発明により解決しようとする第１の課題は、２つの受
光エリアが近接する分離部において、このような光感度
が交差せず完全に分離させることにある。しかも精度良
く、工程ばらつきが少ない方法が必要となる。
光エリアが近接する分離部において、このような光感度
が交差せず完全に分離させることにある。しかも精度良
く、工程ばらつきが少ない方法が必要となる。
第２の課題は、受光エリアの周辺、すなわち、パターン
からチップの端までの光感度がゆるやかに低減する領域
の遮光の問題である。しかも、入射光が集光されたので
なく、０次、１次、２次と光強度を下げつつも広い領域
にわたって光が照射され、それが必要でない光として遮
光したいような場合、完全遮光の必要性がでてくる。
からチップの端までの光感度がゆるやかに低減する領域
の遮光の問題である。しかも、入射光が集光されたので
なく、０次、１次、２次と光強度を下げつつも広い領域
にわたって光が照射され、それが必要でない光として遮
光したいような場合、完全遮光の必要性がでてくる。
課題を解決するための手段
本発明は、複数の受光エリアをもち、それらが近接する
分離部を、その幅以上の光を完全に遮光しうる非透光性
薄膜によりおおい、しかもその幅を越える幅をもって形
成され、完全に光学的に遮光された領域と、光感度領域
とに分離形成する。
分離部を、その幅以上の光を完全に遮光しうる非透光性
薄膜によりおおい、しかもその幅を越える幅をもって形
成され、完全に光学的に遮光された領域と、光感度領域
とに分離形成する。
また、この非透光性薄膜は、周辺、すなわち、他方の受
光エリアと近接しない三方の受光エリアにも同様に、オ
ーバーラツプさせ、分離部上の遮光と共通に一体ものと
して形成する。この際、電極パッドを形成するために、
受光エリアと同一の導電型層を非透光性薄膜の下に導き
、前記の遮光薄膜と同一手段により、電極パッドとして
形成する。このようにして、受光エリアの周辺をどの辺
に対しても一体ものの非透光性薄膜でおおい受光ｇＩ域
と完全遮光領域とに分離するものである。
光エリアと近接しない三方の受光エリアにも同様に、オ
ーバーラツプさせ、分離部上の遮光と共通に一体ものと
して形成する。この際、電極パッドを形成するために、
受光エリアと同一の導電型層を非透光性薄膜の下に導き
、前記の遮光薄膜と同一手段により、電極パッドとして
形成する。このようにして、受光エリアの周辺をどの辺
に対しても一体ものの非透光性薄膜でおおい受光ｇＩ域
と完全遮光領域とに分離するものである。
作用
本発明によれば、任意の入射光パターンが最大になる時
の大きさで、完全遮光する非透光性薄膜パターンの外囲
を決定し、入射光が焦点あるいは信号読み取り時の光パ
ターンで、効率良く受光する領域をエリアとして決定す
る。かかる分離幅上の遮光薄膜を形成すれば、信号検出
にＳ／Ｎが非常にすぐれることになる。しかも非透光性
薄膜と受光エリアのマスクずれに対しても強く、電極パ
ッドを遮光領域の外に完全に分離しているために完全に
遮光できる。
の大きさで、完全遮光する非透光性薄膜パターンの外囲
を決定し、入射光が焦点あるいは信号読み取り時の光パ
ターンで、効率良く受光する領域をエリアとして決定す
る。かかる分離幅上の遮光薄膜を形成すれば、信号検出
にＳ／Ｎが非常にすぐれることになる。しかも非透光性
薄膜と受光エリアのマスクずれに対しても強く、電極パ
ッドを遮光領域の外に完全に分離しているために完全に
遮光できる。
実施例
第１図は、本発明の実施例を示すチップ断面図である。
低抵抗Ｎ型半導体シリコン基板１上に高抵抗Ｎ型半導体
２をエピタキシャル成長により３０〜４０μｍ形成した
。高抵抗Ｎ型半導体２の比抵抗は、１００Ω・備から５
００Ω・備である。Ｐ型導電層の２つの受光エリア３を
、それぞれ不純物としてボロンを用いて形成し、それぞ
れの分離幅は、１２μｍとしである。その分離上に受光
エリア３の電極４としてのアルミニウム電極と同一材料
を用いて、分離部遮光用のアルミニウム膜５を１５μｍ
の幅で形成しである。このように受光エリア３の分離幅
よりも広くアルミニウム膜５を形成することで、従来の
第５図に示すような受光素子では、第２図の特性図でわ
かるように、互いの光感度が分離部の中心で約５０％の
光感度プロファイルをもつものが１本実施例では、遮光
膜があるため、そのエツジ部で光感度は１００からＯに
落ち、しかも、分離幅よりも広く形成しであるため、マ
スクずれによる分離部の光感度プロファイルにばらつき
が生じなくなる。
２をエピタキシャル成長により３０〜４０μｍ形成した
。高抵抗Ｎ型半導体２の比抵抗は、１００Ω・備から５
００Ω・備である。Ｐ型導電層の２つの受光エリア３を
、それぞれ不純物としてボロンを用いて形成し、それぞ
れの分離幅は、１２μｍとしである。その分離上に受光
エリア３の電極４としてのアルミニウム電極と同一材料
を用いて、分離部遮光用のアルミニウム膜５を１５μｍ
の幅で形成しである。このように受光エリア３の分離幅
よりも広くアルミニウム膜５を形成することで、従来の
第５図に示すような受光素子では、第２図の特性図でわ
かるように、互いの光感度が分離部の中心で約５０％の
光感度プロファイルをもつものが１本実施例では、遮光
膜があるため、そのエツジ部で光感度は１００からＯに
落ち、しかも、分離幅よりも広く形成しであるため、マ
スクずれによる分離部の光感度プロファイルにばらつき
が生じなくなる。
第３図は、本発明の他の実施例を示すチップ平面図であ
る。第４図は同実施例装置のＡ−Ａ’断面図である。低
抵抗Ｎ型半導体シリコン基板１上に高抵抗Ｎ型シリコン
領域２をエピタキシャル成長によって形成した。２つの
受光エリア３も第１図の例と同様の手段で形成した。し
かし、第３図、第４図の例に示すように、アルミニウム
膜を２つの受光エリアの周辺全体にもおおうように形成
し、しかも、内側の受光エリア上にオーバーラツプする
ように形成しである。そのオーバーラツプ幅は、３μｍ
とした。この遮光アルミニウム膜の下をくぐるようにＰ
＋型の受光エリア３の延長部層が形成してあり、電極パ
ッド４が完全に延長部に設けられている。遮光アルミニ
ウム膜６の大きさは、本受光素子に入射しつる最大のひ
かりの大きさ以上に形成されている。
る。第４図は同実施例装置のＡ−Ａ’断面図である。低
抵抗Ｎ型半導体シリコン基板１上に高抵抗Ｎ型シリコン
領域２をエピタキシャル成長によって形成した。２つの
受光エリア３も第１図の例と同様の手段で形成した。し
かし、第３図、第４図の例に示すように、アルミニウム
膜を２つの受光エリアの周辺全体にもおおうように形成
し、しかも、内側の受光エリア上にオーバーラツプする
ように形成しである。そのオーバーラツプ幅は、３μｍ
とした。この遮光アルミニウム膜の下をくぐるようにＰ
＋型の受光エリア３の延長部層が形成してあり、電極パ
ッド４が完全に延長部に設けられている。遮光アルミニ
ウム膜６の大きさは、本受光素子に入射しつる最大のひ
かりの大きさ以上に形成されている。
したがって、アルミニウム膜の周囲に光が漏れ込み、受
光エリア３以外で受光することはない。
光エリア３以外で受光することはない。
受光エリアの大きさは、信号検出時の光の大きさおよび
、分離幅は、その光が２つのエリアにまたがる時に左右
のバランスを考慮して、決定される。本実施例では、受
光領域は４００Ｘ４００μｍ、分離幅はエリア部で１２
μｍ、アルミニウム膜の幅は１５μｍである。したがっ
て、本実施例は第１図の例と同様、受光領域１分離部と
もマスクずれに対し、常に再現性の高い光感度プロファ
イルをもつことができる。
、分離幅は、その光が２つのエリアにまたがる時に左右
のバランスを考慮して、決定される。本実施例では、受
光領域は４００Ｘ４００μｍ、分離幅はエリア部で１２
μｍ、アルミニウム膜の幅は１５μｍである。したがっ
て、本実施例は第１図の例と同様、受光領域１分離部と
もマスクずれに対し、常に再現性の高い光感度プロファ
イルをもつことができる。
発明の効果
以上のように本発明によれば、分離部において受光エリ
アの分離幅よりも広い、電極と同一工程により形成する
遮光アルミニウム膜を形成することで、２つのエリアの
光感度プロファイルを完全分離することができる。
アの分離幅よりも広い、電極と同一工程により形成する
遮光アルミニウム膜を形成することで、２つのエリアの
光感度プロファイルを完全分離することができる。
また、本発明によれば、入射しつる最大の光の大きさに
あわせて、受光エリアの周辺を完全にアルミニウム膜で
おおい、その下を受光エリアと同一の拡散層をくぐらせ
、電極パッドを完全に外債に導くことにより漏れ光を感
することがない。従来では、受光エリアの周辺でも光を
感じ、しがち受光感度プロファイルに工程上のばらつき
による光感度ばらつきがあった。本発明では、完全に受
光エリア部のみで光を受光することができ、Ｓ／Ｎのよ
い受光素子をうることができる。
あわせて、受光エリアの周辺を完全にアルミニウム膜で
おおい、その下を受光エリアと同一の拡散層をくぐらせ
、電極パッドを完全に外債に導くことにより漏れ光を感
することがない。従来では、受光エリアの周辺でも光を
感じ、しがち受光感度プロファイルに工程上のばらつき
による光感度ばらつきがあった。本発明では、完全に受
光エリア部のみで光を受光することができ、Ｓ／Ｎのよ
い受光素子をうることができる。
第１図は本発明の実施例装置を示す断面図、第２図は同
実施例装置の光電変換特性、すなわち光感度の分離部に
おける光感度プロファイル図、第３図、第４図は本発明
の他の実施例を示すチップ平面図、同断面図、第５図は
従来例を示す装置の断面図、第６図は従来例の光感度プ
ロファイル図である。 １・・・・・・低抵抗Ｎ型シリコン基板、２・・・・・
・高抵抗Ｎ型エピタキシャル層、３・・・・・・受光エ
リア、４・・・・・・電極パッド、５・・・・・・アル
ミニウム遮光膜、６・・・・・・アルミニウム遮光膜。
実施例装置の光電変換特性、すなわち光感度の分離部に
おける光感度プロファイル図、第３図、第４図は本発明
の他の実施例を示すチップ平面図、同断面図、第５図は
従来例を示す装置の断面図、第６図は従来例の光感度プ
ロファイル図である。 １・・・・・・低抵抗Ｎ型シリコン基板、２・・・・・
・高抵抗Ｎ型エピタキシャル層、３・・・・・・受光エ
リア、４・・・・・・電極パッド、５・・・・・・アル
ミニウム遮光膜、６・・・・・・アルミニウム遮光膜。
Claims (2)
- （１）低抵抗半導体基板上に、同一導電型で高抵抗エピ
タキシャル成長層を有し、同領域内に異なる導電型の半
導体領域を受光部として不純物拡散により複数の領域が
形成された光半導体装置において、前記複数の受光部間
の分離部上に、同分離部の幅より広い幅で遮光用金属薄
膜を有することを特徴とする光半導体装置。 - （２）複数の受光部間の分離部上の遮光用金属薄膜が前
記受光部周辺にも一体で形成されていることを特徴とす
る請求項（１）記載の光半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2038675A JP2945698B2 (ja) | 1990-02-20 | 1990-02-20 | 光半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2038675A JP2945698B2 (ja) | 1990-02-20 | 1990-02-20 | 光半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03241877A true JPH03241877A (ja) | 1991-10-29 |
| JP2945698B2 JP2945698B2 (ja) | 1999-09-06 |
Family
ID=12531851
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2038675A Expired - Fee Related JP2945698B2 (ja) | 1990-02-20 | 1990-02-20 | 光半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2945698B2 (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54146681A (en) * | 1978-05-10 | 1979-11-16 | Toshiba Corp | Photo-detector |
-
1990
- 1990-02-20 JP JP2038675A patent/JP2945698B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54146681A (en) * | 1978-05-10 | 1979-11-16 | Toshiba Corp | Photo-detector |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2945698B2 (ja) | 1999-09-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080625 Year of fee payment: 9 |
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| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090625 Year of fee payment: 10 |
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| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |