JPH0472776A - フォトダイオード - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は光学的位置計測用の入射光点位置検出フォトダ
イオード（ＰＳＤ）に関するものである。

ＰＳＤは、例えばスチルカメラ、ビデオカメラ等に使用
され、カメラと被写体との距離を、三角測量の原理で測
定し、その結果をフィードバックしフォーカシングを行
う投光測距方式のオートフォーカスに使用される。

（従来の技術） スチルカメラ、ビデオカメラ等のオートフ１−カス方式
としては、種々な方式が商品化されているが、測距方式
が主として使用され、その中でも三角測量の原ｆＭＫよ
る赤外線アクティブ方式が中心となりつつある。これは
、カメラ内部の赤外発光ダイオードから射出された赤外
線が被写体によって反射されて、受光素子に受光された
とき、受光素子との反射光点の光強度分布を検出し、そ
の光強度の分布から前記の反射光点の位置を検出し、そ
の位置からカメラと被写体との距離を算出し、その結果
をレンズの駆動装置にフィードバックし、フを一力シン
グを自動的に行うものである。

１述の受光素子としては、２分割フォトダイオード、多
分割フォトダイオード及びＰＳＤがある。

受光素子として、受光部が２分割された２分割フォトダ
イオードを使用する場合、被写体からの反射光点の位置
を検出するためには、２分割フォトダイオードを移動さ
せ、反射光点を２分割フォトダイオードの中央に結像さ
せる必要がある。

受光素子として、多分割フォトダイオードを使用した場
合には、多分割フォトダイオードを固定させた状態で、
反射光点位置を検出できるが、連続的な位置検出はでき
ない。

しかし、ＰＳＤを使用した場合には、ＰＳＤを固定させ
た状態で、反射光点位置を連続的に、直線性よく、かつ
高精度で検出できる。

ＰＳＤにおいて、良好な反射光点位置直線性を得るため
には、受光面の例えばＰ型不純物拡散層の抵抗の均一性
が重要である。また、ＰＳＤによって光点位置を高分解
能で検出するためには、ＰＳＤの信号対雑音比の向上が
必要である。すなわち、下記の電流の低減が要求される
。

＋１）　　受光部の例えばＰ型不純物拡散層の抵抗によ
る熱雑音電流、 （２）オペアンプの雑音電流、 （３）オペアンプの入力オフセットの電位差による電流
、 （４）暗電流、光電流によるシロットキー雑音前記のｔ
Ｌ）　、　（２）　、　（３）の電流の低減のためには
、受光部Ｐ型不純物拡散層の抵抗が高いこと、通常２０
０にΩ以上であることが要請される。

第４図は従来のＰＳＤの一例の平面図であり、第５図は
その略断面図である。第４図において長方形のＮ型半導
体基板ｌの表面には、Ｐ型不純物拡散層４が略々全面に
わたり形成され、その両端部にはＡｔによる信号検出用
の［極２，８が設けられている。このＰ型不純物拡散層
４の表面は、後述の第５図に示されるように、５Ｉ０２
膜によって覆われているが、第４図においては省略され
ている。

第５図において、Ｎ型半導体基板ｌの表面の両端部には
Ｎ生型不純物を拡散したチャネルストッパー６．６が形
成され、その内側に、ある間隔を置いてコンタクト確保
のための高濃度のＰ型不純物拡散層５，５が形成されて
いる。この高濃度のＰ型不純物拡散層５，５の間に、イ
オン注入により受光部となるＰ型不純物拡散層４が形成
される。

これらの表面は５ｉｏ２膜９によって保護される。

高濃度のＰ型不純物拡散層５，５の表面のＳ　ｉ０２膜
９に穴を明け、受光部の両端に設けた電極２゜８に接続
されている。この長方形のＰ型不純物拡散層４の抵抗値
が２００にΩ以上となるように、Ｐ型不純物拡散層４へ
のボロン注入量を低くしなければならない。Ｎ型半導体
基板■の裏面には、全面にわたりＮ十型不純物拡散層７
を形成し、さらにその表面に裏面電極８を形成する。こ
のよりなＰＳＤは、受光部であるＰ型不純物拡散層４の
上面の５ｉ０２膜９の中のＮａ＋イオン等により、Ｐ型
不純物拡散層４の表面の一部がＮ型反転層となり、この
Ｐ型不純物拡散層４の抵抗が不均一となる。更に前記の
ボロン注入量が低い場合には、Ｎ型半導体基板！の不純
物濃度の不均一性により、Ｐ型不純物拡散層４の抵抗が
不均一になる。

前述のような問題を解決するために、従来は第８図に示
されるような改良がなされていた。第８図は平面図を示
す。断面は第５図と同様であるから省略する。第４図の
平面図に示される従来例と異なる所は、Ｐ型不純物拡散
層４の形状である。

第８図においては、一対の信号検出用電極２，８を接続
する魚の骨状のＰ型不純物拡散層４となっている。水平
方向の細長い帯とこれに垂直な等間隔の均一な幅の複数
の短い蝶片とから構成されている。このような形状の場
合には、比較的高いボロン注入量で、高抵抗の電極間抵
抗が得られる。

（発明が解決しようとする課題） 第８図のような受光部のＰ型不純物拡散層の構造でも、
信号検出用電極間隔が小さい場合は、高抵抗が得られな
い。従って部品の小型化に対応できない。

（ｌ１題を解決するための手段） 高抵抗を得るために、半導体基板表面の信号検出用電極
間を複数の屈曲部を有する折れ曲った不純物拡散層によ
って接続した。

（作用） 本発明によれば、信号検出用電極間隔が小さいときでも
、不純物拡散層は充分な長さが得られ、Ｐ型の場合は比
較的高いボロン注入量で不純物拡散層が形成され、高抵
抗の均一な電極間抵抗が得られる。従って、良好な光点
位置直線性及び光点位置の高分解能が実現できる。

（実施例） ＠１図は本発明の一実施例の平面図、第２図はその略断
面図である。第８図、第４図、第５図の従来例と同一の
部分は、同一の符号で表わされる。

第１図及び第２図に示されるように、比抵抗が約１００
０Ω・ｍのシリコンのＮ型半導体基板１の表面に、フォ
トエツチング及びイオン注入技術により選択的にポロン
注入を行ない、受光部のＰ型不純物拡散層４を形成する
。このＰ型不純物拡散層４のパターンは第１図に示され
るように、複数の屈曲部を有する折れ曲りだ形状となる
ように形成される。Ｐ型不純物拡散層４の両端には、電
ｓｉ２．８と接続するための高濃度のＰ型不純物拡散層
５，５が形成され、表面に設けた５Ｉ０２膜９の穴を介
してＡｔ蒸着による電極２，８に接続される。Ｎ生鉱散
層よりなるチャネルストッパー６゜６、及び裏面のＮ＋
型不純物拡散層７、Ａｕ蒸着による裏面電極８等につい
ては第５図の従来例と同様である。

なお、受光部のＰ型不純物拡散層４を高いポロン注入量
で形成する場合、両端のコンタクト確保のための高濃度
のＰ型不純物拡散層５，５と同一の工程で作製すること
ができる。

（発明の効果） 以上のように本発明によれば、位置検出のための信号検
出用電極の間隔が小さい場合でも、Ｐ型不純物拡散層の
表面がＮ反転しないように、Ｎ型半導体基板の不純物濃
度に影響されない比較的高濃度のポロン注入量で、Ｐ型
不純物拡散層を形成でき、高抵抗の均一な電極間抵抗が
得られる。そして、良好な光点位置直線性及び光点位置
の高分解能が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の平面図、第２図はその略断
面図、第３図は従来の一例の平面図、第４図は従来の他
の例の平面図、第５図はその略断面図である。 １・・・Ｎ型半導体基板、２，８・・・電極、４・・・
Ｐ型不純物拡散層、５・・・高濃度のＰ型不純物拡散層
、６・・・チャネルストッパー　７・・・Ｎ十型不純物
拡散第　５　図 墨　３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、第一の導電型の半導体基板表面に設けた信号検出用
   電極間を、複数の屈曲部を有する折れ曲った第二の導電
   型の不純物拡散層によって接続したことを特徴とするフ
   ォトダイオード