JPH0543365Y2 - - Google Patents
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- JPH0543365Y2 JPH0543365Y2 JP17106087U JP17106087U JPH0543365Y2 JP H0543365 Y2 JPH0543365 Y2 JP H0543365Y2 JP 17106087 U JP17106087 U JP 17106087U JP 17106087 U JP17106087 U JP 17106087U JP H0543365 Y2 JPH0543365 Y2 JP H0543365Y2
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- Japan
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 18
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 17
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 11
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 8
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 5
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 3
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Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
《産業上の利用分野》
この考案は、半導体位置検出装置に関し、特に
集積化受光素子を用いた装置に関する。
集積化受光素子を用いた装置に関する。
《従来の技術》
従来、集積化受光素子を用いた半導体光位置検
出装置としては、特願昭61−159561号で提案され
ている。
出装置としては、特願昭61−159561号で提案され
ている。
この先の提案の半導体光位置検出装置の素子構
造を示す断面図は第４図に、またその平面レイア
ウトが第５図に示されている。すなわち、エピタ
キシヤル基板１は、Ｐ形シリコン基板２上に高比
抵抗のｎ形エピタキシヤル層３を形成して構成
し、そのｎ形エピタキシヤル層３の島状領域３
ａ，３ｂをP+分離拡散領域４で取り囲んでいる。
また、Ｐ形シリコン基板２とｎ形エピタキシヤル
層３間の一部にはn+埋め込み層５が設けられる。
ｎ形エピタキシヤル層の島状領域３ａ，３ｂの対
向する二辺に平行にそれぞれＰ形ベース拡散領域
６，６ａ，７，７ａが設けられ、さらにそれらを
取り囲むようにn+拡散領域８が設けられている。
造を示す断面図は第４図に、またその平面レイア
ウトが第５図に示されている。すなわち、エピタ
キシヤル基板１は、Ｐ形シリコン基板２上に高比
抵抗のｎ形エピタキシヤル層３を形成して構成
し、そのｎ形エピタキシヤル層３の島状領域３
ａ，３ｂをP+分離拡散領域４で取り囲んでいる。
また、Ｐ形シリコン基板２とｎ形エピタキシヤル
層３間の一部にはn+埋め込み層５が設けられる。
ｎ形エピタキシヤル層の島状領域３ａ，３ｂの対
向する二辺に平行にそれぞれＰ形ベース拡散領域
６，６ａ，７，７ａが設けられ、さらにそれらを
取り囲むようにn+拡散領域８が設けられている。
また、上記Ｐ形領域６，７間および６ａ，７ａ
間には、ボロン・イオン注入によるＰ形抵抗層９
および９ａが形成されている。すなわち、上記Ｐ
形抵抗層９，９ａはp+分離拡散領域により分離
された島状のｎ形半導体領域３ａ，３ｂとpn接
合を形成していて、その対向する２辺には２つの
電極用Ｐ形領域が形成されているため、この領域
に光が照射されると、２つのＰ形領域６，７また
は６ａ，７ａからは光の照射位置に対応した光電
流が生じるようになつている。したがつて、この
Ｐ形抵抗層９，９ａは光位置を検出する検出素子
（以下「PSD」という）ａ，ｂを形成している。
間には、ボロン・イオン注入によるＰ形抵抗層９
および９ａが形成されている。すなわち、上記Ｐ
形抵抗層９，９ａはp+分離拡散領域により分離
された島状のｎ形半導体領域３ａ，３ｂとpn接
合を形成していて、その対向する２辺には２つの
電極用Ｐ形領域が形成されているため、この領域
に光が照射されると、２つのＰ形領域６，７また
は６ａ，７ａからは光の照射位置に対応した光電
流が生じるようになつている。したがつて、この
Ｐ形抵抗層９，９ａは光位置を検出する検出素子
（以下「PSD」という）ａ，ｂを形成している。
なお、図中１０，１０ａ，１１，１１ａは出力
用金属電極、１２はバイアス用金属電極、１３は
SiO2膜および１４はコンタクトホールであり、
また上記PSDbの上面はダミー用PSDとするため
に金属からなる遮光膜１５が形成され、したがつ
て、このPSDbは遮光された反対導電形領域を形
成している。
用金属電極、１２はバイアス用金属電極、１３は
SiO2膜および１４はコンタクトホールであり、
また上記PSDbの上面はダミー用PSDとするため
に金属からなる遮光膜１５が形成され、したがつ
て、このPSDbは遮光された反対導電形領域を形
成している。
なお、上記半導体位置検出装置は通常のバイポ
ーラプロセスにより１チツプ状に形成されてい
る。
ーラプロセスにより１チツプ状に形成されてい
る。
さて、上記半導体光位置検出装置において、光
位置を検出するには、PSDaに光スポツトが位置
すると光電流が発生し、２つのＰ形領域６，７か
らの出力電流1，2はオペアンプ２０，２１と
帰還抵抗２２，２３により電圧に変換されて検出
される。
位置を検出するには、PSDaに光スポツトが位置
すると光電流が発生し、２つのＰ形領域６，７か
らの出力電流1，2はオペアンプ２０，２１と
帰還抵抗２２，２３により電圧に変換されて検出
される。
一方、ダミー用PSDbは遮光膜１５により遮光
されているため、光電流は発生しない高温になる
とリーク電流が発生する。このリーク電流がカレ
ントミラー回路２４，２５で折り返し、検出用の
PSDaの出力信号から減算することにより、リー
ク電流を打ち消すことができる。
されているため、光電流は発生しない高温になる
とリーク電流が発生する。このリーク電流がカレ
ントミラー回路２４，２５で折り返し、検出用の
PSDaの出力信号から減算することにより、リー
ク電流を打ち消すことができる。
《考案が解決しようとする問題点》
しかしながら、上記半導体光位置検出装置にあ
つては、PSDの寸法が非常に大きく、例えば４
〜30mm×１〜５mmであり、検出用PSDaとリーク
電流補償用のダミーPSDbとが離れて別々に形成
されていたため、検出用のPSDaとダミー用
PSDbのリーク電流が小数キヤリア寿命や不純物
濃度等のプロセスパラメータの場所的不均一によ
り、同一にならず充分にリーク電流補償ができな
いという問題点があつた。
つては、PSDの寸法が非常に大きく、例えば４
〜30mm×１〜５mmであり、検出用PSDaとリーク
電流補償用のダミーPSDbとが離れて別々に形成
されていたため、検出用のPSDaとダミー用
PSDbのリーク電流が小数キヤリア寿命や不純物
濃度等のプロセスパラメータの場所的不均一によ
り、同一にならず充分にリーク電流補償ができな
いという問題点があつた。
《考案の目的》
本考案は、上記従来の問題点を解決するために
なされたもので、リーク電流補償を確実に行なう
ことのできる半導体光位置検出装置の提供を目的
とする。
なされたもので、リーク電流補償を確実に行なう
ことのできる半導体光位置検出装置の提供を目的
とする。
《問題点を解決するための手段》
本考案は、上記目的達成のために、一導電形半
導体領域に光が照射される反対導電形領域と光が
遮光される反対導電形領域とを形成し、上記光が
照射される反対導電形領域の出力信号から光が遮
光される反対導電形領域の出力信号を減算しリー
ク電流を補償して光位置を検出する半導体光位置
検出装置において、 前記光が照射される反対導電形領域と遮光され
る反対導電形領域を交互に複数配置するととも
に、それぞれの領域を並列接続したことを特徴と
するものである。
導体領域に光が照射される反対導電形領域と光が
遮光される反対導電形領域とを形成し、上記光が
照射される反対導電形領域の出力信号から光が遮
光される反対導電形領域の出力信号を減算しリー
ク電流を補償して光位置を検出する半導体光位置
検出装置において、 前記光が照射される反対導電形領域と遮光され
る反対導電形領域を交互に複数配置するととも
に、それぞれの領域を並列接続したことを特徴と
するものである。
《作用》
本考案は、遮光されたPSDと遮光されない
PSDが交互に配置され、かつそれぞれが並列接
続されてリーク電流が打ち消されるように作用す
る。
PSDが交互に配置され、かつそれぞれが並列接
続されてリーク電流が打ち消されるように作用す
る。
《実施例》
以下、本考案を図面に基づいて説明する。な
お、従来と同一構成要素には同一符号を付して説
明する。
お、従来と同一構成要素には同一符号を付して説
明する。
第１図は、本考案に係る半導体光位置検出装置
の第１の実施例を示すものであつて、その平面レ
イアウトが示されている。この図から明らかなよ
うにｎ形エピタキシヤル層３からなる島領域に複
数（本実施例では５個）の検出用PSDa1〜a5と複
数のダミー用PSDb1〜b5を前後に交互に配置した
構造となつている。すなわち左右側にそれぞれＰ
形ベース拡散領域６，６……６ａ，６ａ……およ
び７，７……，７ａ，７ａ……を設け、これらの
間にはボロン・イオン注入により形成されたＰ形
抵抗層９，９……および９ａ，９ａ……が形成さ
れている。また、図中４はｎ形エピタキシヤル層
３を囲んで設けられたp+分離拡散領域、８はｎ
形エピタキシヤル層３の周囲に設けられたn+拡
散領域および１４はSiO2膜（図示せず）に設け
られたコンタクトホールである。また、上記ダミ
ー用PSDb1〜b5の表面には金属からなる遮光膜１
５が形成されている。
の第１の実施例を示すものであつて、その平面レ
イアウトが示されている。この図から明らかなよ
うにｎ形エピタキシヤル層３からなる島領域に複
数（本実施例では５個）の検出用PSDa1〜a5と複
数のダミー用PSDb1〜b5を前後に交互に配置した
構造となつている。すなわち左右側にそれぞれＰ
形ベース拡散領域６，６……６ａ，６ａ……およ
び７，７……，７ａ，７ａ……を設け、これらの
間にはボロン・イオン注入により形成されたＰ形
抵抗層９，９……および９ａ，９ａ……が形成さ
れている。また、図中４はｎ形エピタキシヤル層
３を囲んで設けられたp+分離拡散領域、８はｎ
形エピタキシヤル層３の周囲に設けられたn+拡
散領域および１４はSiO2膜（図示せず）に設け
られたコンタクトホールである。また、上記ダミ
ー用PSDb1〜b5の表面には金属からなる遮光膜１
５が形成されている。
上述のように交互に配置された検出用PSDa1〜
a5およびダミー用PSDb1〜b5において、その出力
信号はそれぞれのグループに並列接続された金属
電極１０，１１および１０ａ，１１ａにより取り
出され、またn+拡散領域８にはバイアス用電極
１２により電圧が印加されるようになつている。
a5およびダミー用PSDb1〜b5において、その出力
信号はそれぞれのグループに並列接続された金属
電極１０，１１および１０ａ，１１ａにより取り
出され、またn+拡散領域８にはバイアス用電極
１２により電圧が印加されるようになつている。
以上のように、本実施例の平面的レイアウトは
上述した第５図の従来の平面レイアウトを上下に
交互に配置した関係となつている。したがつて、
本実施例の断面形状は上述した第４図と同様であ
るので省略してある。また、光位置検出の基本的
な動作は同じであるので、その動作の説明につい
ては重複するので省略する。
上述した第５図の従来の平面レイアウトを上下に
交互に配置した関係となつている。したがつて、
本実施例の断面形状は上述した第４図と同様であ
るので省略してある。また、光位置検出の基本的
な動作は同じであるので、その動作の説明につい
ては重複するので省略する。
ところで、本実施例では、上述のように検出用
PSDa1〜a5とダミー用PSDb1〜b5を交互に配置し
たので、各検出用PSDa1〜a5では交互に光電流が
発生するとともに、各ダミー用PSDb1〜b5では高
温によるリーク電流が発生する。これら電流は各
グループ別に並列接続されていることにより、各
光電流は加算された出力信号となるとともに、リ
ーク電流も加算された出力信号となる。また、図
示しないカレントミラー回路によりこれら加算さ
れた光電流から加算されたリーク電流を減算する
ことによりリーク電流が打ち消される。
PSDa1〜a5とダミー用PSDb1〜b5を交互に配置し
たので、各検出用PSDa1〜a5では交互に光電流が
発生するとともに、各ダミー用PSDb1〜b5では高
温によるリーク電流が発生する。これら電流は各
グループ別に並列接続されていることにより、各
光電流は加算された出力信号となるとともに、リ
ーク電流も加算された出力信号となる。また、図
示しないカレントミラー回路によりこれら加算さ
れた光電流から加算されたリーク電流を減算する
ことによりリーク電流が打ち消される。
上述のように本実施例においてはチツプ内でプ
ロセスパラメータが場所的に不均一であつても、
検出用PSDとダミー用PSDが交互に均一に配置
されているので、高温時における検出用PSDa1〜
a5とダミー用PSDb1〜b5からのリーク電流をほぼ
等しくすることができ、充分なリーク電流補償が
可能となる。すなわち、少なくともPSDa，
PSDb1組以上に照射光が照射されればよい。し
たがつて高温時においても高精度で光位置検出が
できる。
ロセスパラメータが場所的に不均一であつても、
検出用PSDとダミー用PSDが交互に均一に配置
されているので、高温時における検出用PSDa1〜
a5とダミー用PSDb1〜b5からのリーク電流をほぼ
等しくすることができ、充分なリーク電流補償が
可能となる。すなわち、少なくともPSDa，
PSDb1組以上に照射光が照射されればよい。し
たがつて高温時においても高精度で光位置検出が
できる。
また、各PSDの面積の総和は従来のPSDの面
積であるためチツプサイズは従来と同一であり、
またプロセス工程を増加させずに製作することが
できる。
積であるためチツプサイズは従来と同一であり、
またプロセス工程を増加させずに製作することが
できる。
さらにバイポーラプロセスにより製作されるの
で周辺回路も集積化することができる利益があ
る。
で周辺回路も集積化することができる利益があ
る。
第２，３図は本考案の第２の実施例を示すもの
であつて、第２図はその平面レイアウト図、第３
図は第２図のＡ−Ａ線断面図が示されている。
であつて、第２図はその平面レイアウト図、第３
図は第２図のＡ−Ａ線断面図が示されている。
この実施例は上記第１図に示した第１の実施例
のＰ形抵抗層９，９ａ、すなわち反対導電形領域
をｎ形エピタキシヤル層３で６個のPSDを形成
し、これを交互に検出用PSDa1〜a3とダミー用
PSDb1〜b3としたものである。
のＰ形抵抗層９，９ａ、すなわち反対導電形領域
をｎ形エピタキシヤル層３で６個のPSDを形成
し、これを交互に検出用PSDa1〜a3とダミー用
PSDb1〜b3としたものである。
ここではＰ形シリコン基板２を接地し、n+拡
散領域８に正の電圧を印加してPSDを動作させ
るようになつている。
散領域８に正の電圧を印加してPSDを動作させ
るようになつている。
この実施例においても検出用PSDa1〜a3とダミ
ー用PSDb1〜b3を交互に配置したので、上述した
第１の実施例と同様の効果を得ることができる。
ー用PSDb1〜b3を交互に配置したので、上述した
第１の実施例と同様の効果を得ることができる。
《効果》
以上のように、本考案によれば複数のPSDを
並列に設置し、その出力を１つ置きに並列接続す
るとともに、並列接続した一方のグループの
PSDを平面に遮光膜を形成してダミー用PSDと
して用いるような構成としたため、チツプ内でプ
ロセスパラメータが場所的に不均一でも検出用
PSDとダミー用PSDの高温時におけるリーク電
流がほぼ等しくなり、リーク電流補償を確実に行
なうことできる。
並列に設置し、その出力を１つ置きに並列接続す
るとともに、並列接続した一方のグループの
PSDを平面に遮光膜を形成してダミー用PSDと
して用いるような構成としたため、チツプ内でプ
ロセスパラメータが場所的に不均一でも検出用
PSDとダミー用PSDの高温時におけるリーク電
流がほぼ等しくなり、リーク電流補償を確実に行
なうことできる。
このため高温においても精度の高い光位置検出
ができる効果がある。
ができる効果がある。
第１図は本考案に係る半導体光位置検出装置の
第１の実施例を示す平面図、第２，３図は本考案
の第２の実施例を示すものであつて、第２図はそ
の平面図、第３図は第２図のＡ−Ａ線断面図、第
４，５図は従来の半導体光位置検出装置を示すも
のであつて、第４図はその平面図および第５図は
従来の半導体光位置検出装置の素子構成を示す断
面図である。 １……エピタキシヤル基板、２……Ｐ形シリコ
ン基板、３……ｎ形エピタキシヤル層、４……
P+分離拡散領域、５……n+埋め込み層、６，６
ａ，７，７ａ……Ｐ形ベース拡散領域、８……
n+エミツタ領域、９，９ａ……Ｐ形抵抗層（反
対導電形領域）、１０，１０ａ，１１，１１ａ…
…出力用金属電極、１２……バイアス用金属電
極、１３……SiO2膜、１４……コンタクトホー
ル、１５……遮光膜、PSDa1〜a5……検出用検出
素子、PSDb1〜b5……ダミー用検出素子。
第１の実施例を示す平面図、第２，３図は本考案
の第２の実施例を示すものであつて、第２図はそ
の平面図、第３図は第２図のＡ−Ａ線断面図、第
４，５図は従来の半導体光位置検出装置を示すも
のであつて、第４図はその平面図および第５図は
従来の半導体光位置検出装置の素子構成を示す断
面図である。 １……エピタキシヤル基板、２……Ｐ形シリコ
ン基板、３……ｎ形エピタキシヤル層、４……
P+分離拡散領域、５……n+埋め込み層、６，６
ａ，７，７ａ……Ｐ形ベース拡散領域、８……
n+エミツタ領域、９，９ａ……Ｐ形抵抗層（反
対導電形領域）、１０，１０ａ，１１，１１ａ…
…出力用金属電極、１２……バイアス用金属電
極、１３……SiO2膜、１４……コンタクトホー
ル、１５……遮光膜、PSDa1〜a5……検出用検出
素子、PSDb1〜b5……ダミー用検出素子。
Claims (1)
- 【実用新案登録請求の範囲】 一導電形半導体領域に光が照射される反対導電
形領域と光が遮光される反対導電形領域とを形成
し、上記光が照射される反対導電形領域の出力信
号から光が遮光される反対導電形領域の出力信号
を減算しリーク電流を補償して光位置を検出する
半導体光位置検出装置において、 前記光が照射される反対導電形領域と遮光され
る反対導電形領域を交互に複数配置するととも
に、それぞれの領域を並列接続したことを特徴と
する半導体光位置検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17106087U JPH0543365Y2 (ja) | 1987-11-09 | 1987-11-09 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17106087U JPH0543365Y2 (ja) | 1987-11-09 | 1987-11-09 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0175804U JPH0175804U (ja) | 1989-05-23 |
| JPH0543365Y2 true JPH0543365Y2 (ja) | 1993-11-01 |
Family
ID=31462547
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17106087U Expired - Lifetime JPH0543365Y2 (ja) | 1987-11-09 | 1987-11-09 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0543365Y2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4622009B2 (ja) * | 1999-07-30 | 2011-02-02 | 富士通株式会社 | 半導体撮像装置 |
-
1987
- 1987-11-09 JP JP17106087U patent/JPH0543365Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0175804U (ja) | 1989-05-23 |
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