JPH0536964A - モノリシツク・ホトダイオード・アレイの製造方法 - Google Patents
モノリシツク・ホトダイオード・アレイの製造方法Info
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- JPH0536964A JPH0536964A JP3211628A JP21162891A JPH0536964A JP H0536964 A JPH0536964 A JP H0536964A JP 3211628 A JP3211628 A JP 3211628A JP 21162891 A JP21162891 A JP 21162891A JP H0536964 A JPH0536964 A JP H0536964A
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- Element Separation (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 モノリシック・ホトダイオード・ アレイのク
ロストークを１０％以下に保ちつつ光電流を増加させる
る。 【構成】 同一チップ上に複数個のホトダイオード素子
を並列的に配置するホトダイオード・ アレイにおいて、
抵抗率４５０Ωｃｍ以上のシリコン半導体基板を用い
て、かつ素子間隔を２８０μｍ〜３５０μｍとする。
ロストークを１０％以下に保ちつつ光電流を増加させる
る。 【構成】 同一チップ上に複数個のホトダイオード素子
を並列的に配置するホトダイオード・ アレイにおいて、
抵抗率４５０Ωｃｍ以上のシリコン半導体基板を用い
て、かつ素子間隔を２８０μｍ〜３５０μｍとする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、同一チップ上に複数個
のホトダイオードを並列的に配置するモノリシック・ ホ
トダイオード・ アレイの製造方法に関し、さらに詳しく
は光学式ロータリーエンコーダの光センサに好適に使用
されるモノリシックホトダイオード・アレイの製造方法
に関する。
のホトダイオードを並列的に配置するモノリシック・ ホ
トダイオード・ アレイの製造方法に関し、さらに詳しく
は光学式ロータリーエンコーダの光センサに好適に使用
されるモノリシックホトダイオード・アレイの製造方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、光学式ロータリーエンコーダの光
センサに使用するモノリシック・ ホトダイオード・ アレ
イは、低抵抗基板（抵抗率：５０Ωｃｍ以下）を使用
し、素子分離幅２００μｍ以下で製造されていた。
センサに使用するモノリシック・ ホトダイオード・ アレ
イは、低抵抗基板（抵抗率：５０Ωｃｍ以下）を使用
し、素子分離幅２００μｍ以下で製造されていた。
【０００３】従来より通常用いられている、一般的な製
造工程により製造されたモノリシック・ ホトダイオード
・ アレイの平面図を図６に、断面図を図７に示す。図
６，図７において、２１はシリコン半導体基板、２２は
ｎ+ 層、２３はｐ+ 層、２４はカソード電極、２５はア
ノード電極である。このようなモノリシック・ ホトダイ
オード・ アレイには、同一チップ上にそれぞれ並列的に
形成される各ホトダイオードでの特定の素子に対しての
み外部から光照射して、当該受光部で光電流を発生させ
た場合、その他の光照射しなかった素子、特に隣接する
素子にクロストークが発生するという欠点があった。
造工程により製造されたモノリシック・ ホトダイオード
・ アレイの平面図を図６に、断面図を図７に示す。図
６，図７において、２１はシリコン半導体基板、２２は
ｎ+ 層、２３はｐ+ 層、２４はカソード電極、２５はア
ノード電極である。このようなモノリシック・ ホトダイ
オード・ アレイには、同一チップ上にそれぞれ並列的に
形成される各ホトダイオードでの特定の素子に対しての
み外部から光照射して、当該受光部で光電流を発生させ
た場合、その他の光照射しなかった素子、特に隣接する
素子にクロストークが発生するという欠点があった。
【０００４】つまり図７に示されているように、相互に
隣接する各ホトダイオード素子ａ，ｂ間を境にして、一
方の素子ａにのみ光照射を行い、他方の素子ｂには適当
な光遮蔽を行って光が照射されないようにすると共に、
そのアノード電極、カソード電極の各電極間に逆バイア
スを印加しておくと、一方の光照射した素子ａの領域に
は照射光により光電流に寄与する電子−正孔対が発生
し、他方素子ｂに対しては光照射していないので素子ｂ
領域での電子−正孔対の発生はないが、素子ａ領域で発
生した正孔が拡散によって素子ｂのｐｎ接合面にまで達
し、その後電界によるドリフトにより素子ｂのｐ+ 層に
移動して、逆バイアスされたアノード電極２５から電流
として取り出され、これがクロストークとなる。
隣接する各ホトダイオード素子ａ，ｂ間を境にして、一
方の素子ａにのみ光照射を行い、他方の素子ｂには適当
な光遮蔽を行って光が照射されないようにすると共に、
そのアノード電極、カソード電極の各電極間に逆バイア
スを印加しておくと、一方の光照射した素子ａの領域に
は照射光により光電流に寄与する電子−正孔対が発生
し、他方素子ｂに対しては光照射していないので素子ｂ
領域での電子−正孔対の発生はないが、素子ａ領域で発
生した正孔が拡散によって素子ｂのｐｎ接合面にまで達
し、その後電界によるドリフトにより素子ｂのｐ+ 層に
移動して、逆バイアスされたアノード電極２５から電流
として取り出され、これがクロストークとなる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記従来のモノリシッ
ク・ホトダイオード・アレイにおいては、素子間隔が２
００μｍのとき、前記クロストークを１０％以下にする
ために低抵抗基板（例えば抵抗率：５０Ωｃｍ）が使用
されるが、光電流が小さく実用上問題があった。一方、
高抵抗基板（例えば抵抗率：１０００〜２０００Ωｃ
ｍ）を使用した場合、大きな光電流を得ることが可能と
なるが、クロストークが１０％を超えてしまい実用でき
ないという問題があった。本発明は上記の点を解決しよ
うとするもので、その目的はクロストークを１０％以下
に保ちつつ光電流を増加させることにある。
ク・ホトダイオード・アレイにおいては、素子間隔が２
００μｍのとき、前記クロストークを１０％以下にする
ために低抵抗基板（例えば抵抗率：５０Ωｃｍ）が使用
されるが、光電流が小さく実用上問題があった。一方、
高抵抗基板（例えば抵抗率：１０００〜２０００Ωｃ
ｍ）を使用した場合、大きな光電流を得ることが可能と
なるが、クロストークが１０％を超えてしまい実用でき
ないという問題があった。本発明は上記の点を解決しよ
うとするもので、その目的はクロストークを１０％以下
に保ちつつ光電流を増加させることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明のモノリシック・
ホトダイオード・ アレイの製造方法は、同一チップ上に
複数個のホトダイオード素子を並列的に配置するモノリ
シック・ホトダイオード・ アレイにおいて、抵抗率８０
０Ωｃｍ以上のシリコン半導体基板を用いて、かつ素子
間隔を２８０μｍ〜４００μｍとすることを特徴とす
る。
ホトダイオード・ アレイの製造方法は、同一チップ上に
複数個のホトダイオード素子を並列的に配置するモノリ
シック・ホトダイオード・ アレイにおいて、抵抗率８０
０Ωｃｍ以上のシリコン半導体基板を用いて、かつ素子
間隔を２８０μｍ〜４００μｍとすることを特徴とす
る。
【０００７】本発明においては、素子間隔をホトダイオ
ードの受光面積を縮小させることによって２８０〜４０
０μｍに拡大させる。また、抵抗率８００Ωｃｍ以上の
半導体基板を用いることによって単位面積あたりの光電
流を増加させる。クロストークを１０％以下に抑える事
が可能となり、かつ単位面積あたりの光電流の増加が受
光面積の縮小を上回りホトダイオード全体の光電流を増
加指せる事が可能となる事を見い出した。本発明のモノ
リシック・ホトダイオード・アレイは、クロストークが
１０％以下と小さく光電流が大きいために光学式ロータ
リーエンコーダの光センサとして好適に使用することが
できる。
ードの受光面積を縮小させることによって２８０〜４０
０μｍに拡大させる。また、抵抗率８００Ωｃｍ以上の
半導体基板を用いることによって単位面積あたりの光電
流を増加させる。クロストークを１０％以下に抑える事
が可能となり、かつ単位面積あたりの光電流の増加が受
光面積の縮小を上回りホトダイオード全体の光電流を増
加指せる事が可能となる事を見い出した。本発明のモノ
リシック・ホトダイオード・アレイは、クロストークが
１０％以下と小さく光電流が大きいために光学式ロータ
リーエンコーダの光センサとして好適に使用することが
できる。
【０００８】
【実施例】以下、本発明にかかわるモノリシック・ ホト
ダイオード・ アレイの製造方法の一実施例を図１〜図５
を参照して詳細に説明する。図１（ａ）〜（ｄ）は本発
明の一実施例によるモノリシック・ ホトダイオード・ ア
レイの主要な製造工程を順次模式的に示す概要断面図で
ある。
ダイオード・ アレイの製造方法の一実施例を図１〜図５
を参照して詳細に説明する。図１（ａ）〜（ｄ）は本発
明の一実施例によるモノリシック・ ホトダイオード・ ア
レイの主要な製造工程を順次模式的に示す概要断面図で
ある。
【０００９】まず、シリコン半導体基板１の主面上にお
いて、ウエット酸化により酸化膜２を１μｍ形成させ、
リソグラフィー法により酸化膜２の所望の領域を開口
し、その開口部にＰＯＣｌ3 法によりリンを拡散させ、
素子分離およびカソード電極のオーミックコンタクト用
のｎ+ 層３，４を形成させた［図１（ａ）］。
いて、ウエット酸化により酸化膜２を１μｍ形成させ、
リソグラフィー法により酸化膜２の所望の領域を開口
し、その開口部にＰＯＣｌ3 法によりリンを拡散させ、
素子分離およびカソード電極のオーミックコンタクト用
のｎ+ 層３，４を形成させた［図１（ａ）］。
【００１０】次に、前記酸化膜２を除去し、新たにウエ
ット酸化により酸化膜５を０．６μｍ形成させた後、リ
ソグラフィー法により所望の領域を開口させた上で、そ
の開口部にＰＢＦ塗布拡散法（硼素含有化合物を含む溶
液の塗布により硼素化合物塗布層を形成してから硼素の
拡散を行う方法）により硼素を拡散させ、受光部となる
ｐ+ 層６を形成させた［図１（ｂ）］。
ット酸化により酸化膜５を０．６μｍ形成させた後、リ
ソグラフィー法により所望の領域を開口させた上で、そ
の開口部にＰＢＦ塗布拡散法（硼素含有化合物を含む溶
液の塗布により硼素化合物塗布層を形成してから硼素の
拡散を行う方法）により硼素を拡散させ、受光部となる
ｐ+ 層６を形成させた［図１（ｂ）］。
【００１１】次に、前記酸化膜５を除去した後、再びウ
エット酸化により酸化膜７を０．３μｍ形成させ、リソ
グラフィー法により所望の部分を開口させた上で［図１
（ｃ）］、スパッタ法によりアルミニウム層を１μｍ蒸
着させ、リソグラフィー法によりカソード電極８、アノ
ード電極９を形成させた［図１（ｄ）］。このようにし
て製造されたモノリシック・ ホトダイオード・ アレイの
素子間隔３００μｍの場合の平面図を図２に示す。この
とき、ｐ+ の拡散深度は１μｍ、ｎ+ 層の拡散深度は２
μｍであった。
エット酸化により酸化膜７を０．３μｍ形成させ、リソ
グラフィー法により所望の部分を開口させた上で［図１
（ｃ）］、スパッタ法によりアルミニウム層を１μｍ蒸
着させ、リソグラフィー法によりカソード電極８、アノ
ード電極９を形成させた［図１（ｄ）］。このようにし
て製造されたモノリシック・ ホトダイオード・ アレイの
素子間隔３００μｍの場合の平面図を図２に示す。この
とき、ｐ+ の拡散深度は１μｍ、ｎ+ 層の拡散深度は２
μｍであった。
【００１２】前記のようにして製造されたモノリシック
・ ホトダイオード・ アレイに対し、前記図７の場合と同
様に相互に隣接する各ホトダイオード素子ａ，ｂを境に
して、一方の素子ａには標準Ａ光源を使用して照度１０
００Ｌｘの光を照射し、他方の素子ｂには適当な光遮蔽
を行い、光が照射されないようにしておき、素子ａに対
しては光電流を、素子ｂに対してはクロストークを測定
したところ、図３，図４，図５に示す結果を得た。な
お、図４中（ ）内は素子間隔を示す。
・ ホトダイオード・ アレイに対し、前記図７の場合と同
様に相互に隣接する各ホトダイオード素子ａ，ｂを境に
して、一方の素子ａには標準Ａ光源を使用して照度１０
００Ｌｘの光を照射し、他方の素子ｂには適当な光遮蔽
を行い、光が照射されないようにしておき、素子ａに対
しては光電流を、素子ｂに対してはクロストークを測定
したところ、図３，図４，図５に示す結果を得た。な
お、図４中（ ）内は素子間隔を示す。
【００１３】代表例として素子間隔３００μｍの場合を
例にとると、素子間隔２００μｍの場合と比べると各ホ
トダイオード素子の受光面積が２０％減少したが、図３
から明らかなように抵抗率１０００〜２０００Ωｃｍの
高抵抗基板を使用したことによって、単位面積当たりの
光電流を９０％増加させることができた。従って、図４
から明らかなように各ホトダイオード素子の光電流を５
０％増加させることが可能となった。また、図５から明
らかなように、この時のクロストークは、素子間隔を３
００μｍとしたことにより、１０％以下に抑えることが
可能となった。そして、図３，図４，図５より、クロス
トークを１０％以下に保ちつつ、光電流を増加させ得る
抵抗率は８００Ωｃｍ以上であること、素子間隔は２８
０μｍ〜４００μｍであることが明らかである。
例にとると、素子間隔２００μｍの場合と比べると各ホ
トダイオード素子の受光面積が２０％減少したが、図３
から明らかなように抵抗率１０００〜２０００Ωｃｍの
高抵抗基板を使用したことによって、単位面積当たりの
光電流を９０％増加させることができた。従って、図４
から明らかなように各ホトダイオード素子の光電流を５
０％増加させることが可能となった。また、図５から明
らかなように、この時のクロストークは、素子間隔を３
００μｍとしたことにより、１０％以下に抑えることが
可能となった。そして、図３，図４，図５より、クロス
トークを１０％以下に保ちつつ、光電流を増加させ得る
抵抗率は８００Ωｃｍ以上であること、素子間隔は２８
０μｍ〜４００μｍであることが明らかである。
【００１４】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、モノリシック・ ホトダイオード・ アレイにおい
て、当該使用するシリコン半導体基板として抵抗率８０
０Ωｃｍ以上の高抵抗基板を使用すること、および各ホ
トダイオード素子の受光面積を縮小させ素子間隔を拡大
することによって、従来のチップサイズのままで光電流
を増加させ、かつクロストークを１０％以下に抑えるこ
とが可能となる。
よれば、モノリシック・ ホトダイオード・ アレイにおい
て、当該使用するシリコン半導体基板として抵抗率８０
０Ωｃｍ以上の高抵抗基板を使用すること、および各ホ
トダイオード素子の受光面積を縮小させ素子間隔を拡大
することによって、従来のチップサイズのままで光電流
を増加させ、かつクロストークを１０％以下に抑えるこ
とが可能となる。
【図１】（ａ）〜（ｄ）は本発明の一実施例によるモノ
リシック・ホトダイオード・アレイの主要な製造工程を
模式的に示す概要断面図である。
リシック・ホトダイオード・アレイの主要な製造工程を
模式的に示す概要断面図である。
【図２】同上製造されたモノリシック・ホトダイオード
・アレイの概要による平面パターン図である。
・アレイの概要による平面パターン図である。
【図３】同上製造されたモノリシック・ ホトダイオード
・ アレイの基板抵抗率と単位面積当たりの光電流の関係
を示すグラフである。
・ アレイの基板抵抗率と単位面積当たりの光電流の関係
を示すグラフである。
【図４】同上モノリシック・ ホトダイオード・ アレイの
基板抵抗率と光電流の関係を示すグラフである。
基板抵抗率と光電流の関係を示すグラフである。
【図５】同上モノリシック・ ホトダイオード・ アレイの
素子間隔とクロストークの関係を示すグラフである。
素子間隔とクロストークの関係を示すグラフである。
【図６】通常用いられている一般的な製造工程により製
造されたモノリシック・ ホトダイオード・ アレイの平面
パターン図である。
造されたモノリシック・ ホトダイオード・ アレイの平面
パターン図である。
【図７】同上製造されたモノリシック・ ホトダイオード
・ アレイの断面図である。
・ アレイの断面図である。
１ シリコン半導体基板 ２ 酸化膜 ３ ｎ+ 層 ４ ｎ+ 層 ５ 酸化膜 ６ ｐ+ 層 ７ 酸化膜 ８ カソード ９ アノード ２１ シリコン半導体基板 ２２ ｎ+ 層 ２３ ｐ+ 層 ２４ カソード ２５ アノード
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 同一チップ上に複数個のホトダイオード
素子を並列的に配置するモノリシック・ホトダイオード
・ アレイにおいて、抵抗率８００Ωｃｍ以上のシリコン
半導体基板を用いて、かつ素子間隔を２８０μｍ〜４０
０μｍとすることを特徴とするモノリシック・ホトダイ
オード・ アレイの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3211628A JPH0536964A (ja) | 1991-07-29 | 1991-07-29 | モノリシツク・ホトダイオード・アレイの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3211628A JPH0536964A (ja) | 1991-07-29 | 1991-07-29 | モノリシツク・ホトダイオード・アレイの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0536964A true JPH0536964A (ja) | 1993-02-12 |
Family
ID=16608923
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3211628A Pending JPH0536964A (ja) | 1991-07-29 | 1991-07-29 | モノリシツク・ホトダイオード・アレイの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0536964A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009206171A (ja) * | 2008-02-26 | 2009-09-10 | Hamamatsu Photonics Kk | フォトダイオードアレイ |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60182765A (ja) * | 1984-02-29 | 1985-09-18 | Fujitsu Ltd | 半導体受光装置 |
| JPH01292869A (ja) * | 1988-05-20 | 1989-11-27 | Victor Co Of Japan Ltd | フォトダイオードアレイ |
-
1991
- 1991-07-29 JP JP3211628A patent/JPH0536964A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60182765A (ja) * | 1984-02-29 | 1985-09-18 | Fujitsu Ltd | 半導体受光装置 |
| JPH01292869A (ja) * | 1988-05-20 | 1989-11-27 | Victor Co Of Japan Ltd | フォトダイオードアレイ |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009206171A (ja) * | 2008-02-26 | 2009-09-10 | Hamamatsu Photonics Kk | フォトダイオードアレイ |
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