JPH07113529B2 - 半導体位置検出素子 - Google Patents
半導体位置検出素子Info
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- JPH07113529B2 JPH07113529B2 JP26212886A JP26212886A JPH07113529B2 JP H07113529 B2 JPH07113529 B2 JP H07113529B2 JP 26212886 A JP26212886 A JP 26212886A JP 26212886 A JP26212886 A JP 26212886A JP H07113529 B2 JPH07113529 B2 JP H07113529B2
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- resistance
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Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 18
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 25
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 4
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Photo Coupler, Interrupter, Optical-To-Optical Conversion Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、光の入射位置の情報を出力することができる
半導体入射位置検出素子に関する。
半導体入射位置検出素子に関する。
（従来の技術） 第５図は、従来の一般的な１次元半導体位置検出素子の
断面構造を示す図である。
断面構造を示す図である。
Ｎ形の基板56表面にP+形の拡散層による抵抗層55が形成
されている。
されている。
抵抗層56の両端には第１アノード51、第２アノード52が
接続されている。
接続されている。
Ｎ形の基板56の裏面中心部にカソード53が接続されてい
る。
る。
基板56内に光が入射したとき、光により電子，正孔対が
発生する。
発生する。
抵抗層55がP+形であるからこの光の入射した拡散層は非
平衡状態となり、電子はカソードへと吸収されるため、
正孔が入射光近傍へ集まり、拡散により両アノード51,5
2へと流れる。
平衡状態となり、電子はカソードへと吸収されるため、
正孔が入射光近傍へ集まり、拡散により両アノード51,5
2へと流れる。
この時のアノード51,52へと流れる電流I1,I2は両アノー
ド間の抵抗比で決まり、（１）式のようになる。
ド間の抵抗比で決まり、（１）式のようになる。
I1＝I0（１−x/d） I2＝I0（x/d） ……（１） ただし d:アノード間の距離 x:第１のアノードから入射点までの距離 （発明が解決しようとする問題点） 前述した半導体位置検出素子においては、第１のアノー
ド51と第２のアノード52間は拡散層（抵抗層）55で接続
されている。
ド51と第２のアノード52間は拡散層（抵抗層）55で接続
されている。
したがって、両アノード間の電圧を等しくしなければ、
両アノード間の電位差に基づく，検出信号以外の電流が
流れることになる。
両アノード間の電位差に基づく，検出信号以外の電流が
流れることになる。
この半導体位置検出素子を検出回路と接続して使用する
とき、前記抵抗層の抵抗値により検出回路の入力インピ
ーダンスが決まるので、検出回路の入力インピーダンス
を小さく取らねばならないため雑音特性を悪くする欠点
を有していた。
とき、前記抵抗層の抵抗値により検出回路の入力インピ
ーダンスが決まるので、検出回路の入力インピーダンス
を小さく取らねばならないため雑音特性を悪くする欠点
を有していた。
前記半導体位置検出素子をカメラのオートフォーカスに
使用する場合、アノード電極の電圧を一定とするため、
定電圧回路が必要となる。
使用する場合、アノード電極の電圧を一定とするため、
定電圧回路が必要となる。
さらに、外光電流（信号光以外の入射光による電流）が
大きな場合、検出感度に限界が生じる欠点を有してい
た。
大きな場合、検出感度に限界が生じる欠点を有してい
た。
外光電流が４μＡ程度で約0.3PAの雑音電流が発生す
る。
る。
本発明の目的は、両アノード間の抵抗値を極めて大きく
することができ、前述した問題を解決することができる
半導体位置検出素子を提供することにある。
することができ、前述した問題を解決することができる
半導体位置検出素子を提供することにある。
（問題点を解決するための手段） 前記目的を達成するために、本発明による半導体位置検
出素子は、 第１の導電形の基板と、 前記基板の表面の一端から櫛歯状に形成された第２の導
電形の第１の抵抗層と、 前記基板の表面の他端から歯が前記第１の抵抗層に交互
に配置されるように櫛歯状に形成された第２の導電形の
第２の抵抗層と、 前記第１および第２の抵抗層の基部にそれぞれ接続され
た第１および第２のアノードと、 前記基板に設けられたカソードからなり、 隣接する第１および第２の抵抗層の櫛歯を橋絡するよう
に入射した光のスポットによって前記基板内で発生した
電子または正孔が前記抵抗層を介して前記第１および第
２のアノードに分流し、正孔または電子が前記カソード
に流れることにより、前記分流した電子または正孔にも
とづいて入射位置を検出するように構成されている。
出素子は、 第１の導電形の基板と、 前記基板の表面の一端から櫛歯状に形成された第２の導
電形の第１の抵抗層と、 前記基板の表面の他端から歯が前記第１の抵抗層に交互
に配置されるように櫛歯状に形成された第２の導電形の
第２の抵抗層と、 前記第１および第２の抵抗層の基部にそれぞれ接続され
た第１および第２のアノードと、 前記基板に設けられたカソードからなり、 隣接する第１および第２の抵抗層の櫛歯を橋絡するよう
に入射した光のスポットによって前記基板内で発生した
電子または正孔が前記抵抗層を介して前記第１および第
２のアノードに分流し、正孔または電子が前記カソード
に流れることにより、前記分流した電子または正孔にも
とづいて入射位置を検出するように構成されている。
前記基板はＮ形とし、前記抵抗層はP+形とすることがで
きる。
きる。
前記第１の抵抗層と第２の抵抗層の歯の間の領域の幅は
デバイ特性長以内とすることができる。
デバイ特性長以内とすることができる。
（実施例） 以下、図面等を参照して本発明をさらに詳しく説明す
る。
る。
第１図は、本発明による半導体位置検出素子の実施例を
示す平面図である。
示す平面図である。
第２図は、前記実施例素子の短手方向の断面図である。
Ｎ形の基板１の表面に第１の抵抗層の歯２−1,2−２〜
２−ｎ、第２の抵抗層の歯３−1,3−２〜３−ｎがP+形
の拡散で形成されている。
２−ｎ、第２の抵抗層の歯３−1,3−２〜３−ｎがP+形
の拡散で形成されている。
各抵抗層の歯の基部はそれぞれ同じ形の抵抗層で接続さ
れ、第１のアノード端子6,第２のアノード端子７が接続
されている。
れ、第１のアノード端子6,第２のアノード端子７が接続
されている。
第１図および第２図は表現を容易にするために抵抗層の
歯の幅と間隔を他の部分に比較して誇張して示してあ
る。
歯の幅と間隔を他の部分に比較して誇張して示してあ
る。
この実施例では抵抗層の歯の幅と間隔を20μｍとしてあ
る。
る。
Ｎ形の基板１の裏面には、カソード４が接続されてい
る。
る。
第３図は、前記素子の動作を説明するための拡大断面図
である。
である。
抵抗層の歯の間隔ｌ（この実施例では20μｍ）は、デバ
イ特性長以内とする。
イ特性長以内とする。
デバイ特性長とは、非平衡キャリアの濃度が1/eになる
距離をいう。
距離をいう。
ホトンの入射により電子と正孔の対が発生し、ホールは
カソードに、電子は抵抗層の歯の３−ｊと２−ｊに到達
し、それぞれ第２のアノード７および第１のアノード６
に到達する。
カソードに、電子は抵抗層の歯の３−ｊと２−ｊに到達
し、それぞれ第２のアノード７および第１のアノード６
に到達する。
第４図は、前記半導体位置検出素子の動作を説明するた
めの等価回路図である。
めの等価回路図である。
D1,D2は、入射光により、その入射位置に形成されたダ
イオード、r1,r2は、抵抗層の抵抗値である。
イオード、r1,r2は、抵抗層の抵抗値である。
光束の入射領域が多数の抵抗層の歯にわたるような大き
な光スポットが入射すると、ここで発生した電子は同様
に各抵抗層に分配される。
な光スポットが入射すると、ここで発生した電子は同様
に各抵抗層に分配される。
分配された電子による光電流は抵抗層を通して各電極へ
流れることになり、したがって従来と同一の効果を上げ
ることができる。
流れることになり、したがって従来と同一の効果を上げ
ることができる。
各電極への分配を等しくするためには抵抗層の歯の間を
空乏層で満たしておくことが特性上好ましく、電極間の
距離は基板濃度により決定されるデバイ特性長以内とす
る。
空乏層で満たしておくことが特性上好ましく、電極間の
距離は基板濃度により決定されるデバイ特性長以内とす
る。
（発明の効果） 以上詳しく説明したように、本発明による半導体位置検
出素子は、第１の導電形の基板と、前記基板の表面の一
端から櫛歯状に形成された第２の導電形の第１の抵抗層
と、前記基板の表面の他端から歯が前記第１の抵抗層に
交互に配置さるように櫛歯状に形成された第２の導電形
の第２の抵抗層と、前記第１および第２の抵抗層の基部
にそれぞれ接続された第１および第２のアノードと、前
記基板に設けられたカソードからなり、 隣接する第１および第２の抵抗層の櫛歯を橋絡するよう
に入射した光のスポットによって前記基板内で発生した
電子または正孔が前記抵抗層を介して前記第１および第
２のアノードに分流し、正孔または電子が前記カソード
に流れることにより、前記分流した電子または正孔にも
とづいて入射位置を検出するように構成されている。
出素子は、第１の導電形の基板と、前記基板の表面の一
端から櫛歯状に形成された第２の導電形の第１の抵抗層
と、前記基板の表面の他端から歯が前記第１の抵抗層に
交互に配置さるように櫛歯状に形成された第２の導電形
の第２の抵抗層と、前記第１および第２の抵抗層の基部
にそれぞれ接続された第１および第２のアノードと、前
記基板に設けられたカソードからなり、 隣接する第１および第２の抵抗層の櫛歯を橋絡するよう
に入射した光のスポットによって前記基板内で発生した
電子または正孔が前記抵抗層を介して前記第１および第
２のアノードに分流し、正孔または電子が前記カソード
に流れることにより、前記分流した電子または正孔にも
とづいて入射位置を検出するように構成されている。
前記構成によれば、半導体位置検出素子のインピーダン
スは従来のものに比較して、４〜５桁程度高くすること
ができる。
スは従来のものに比較して、４〜５桁程度高くすること
ができる。
したがって、定電圧回路はまったく必要なくなり、従来
のホトダイオードと同一の取扱いが可能となる。
のホトダイオードと同一の取扱いが可能となる。
また、雑音についてもホトダイオードと同程度が期待さ
れる。
れる。
第１図は、本発明による半導体位置検出素子の実施例を
示す平面図である。 第２図は、前記実施例素子の短手方向の断面図である。 第３図は、前記素子の動作を説明するための拡大断面図
である。 第４図は、前記半導体位置検出素子の動作を説明するた
めの等価回路図である。 第５図は、従来の半導体位置検出素子の断面図である。 １……基板 ２−1,2−２〜２−ｎ……第１の抵抗層の歯 ３−1,3−２〜３−ｎ……第２の抵抗層の歯 ４……カソード（Ｋ） 6,7……第１および第２のアノード r1,r2……抵抗値 D1,D2……入射光により形成されたダイオード
示す平面図である。 第２図は、前記実施例素子の短手方向の断面図である。 第３図は、前記素子の動作を説明するための拡大断面図
である。 第４図は、前記半導体位置検出素子の動作を説明するた
めの等価回路図である。 第５図は、従来の半導体位置検出素子の断面図である。 １……基板 ２−1,2−２〜２−ｎ……第１の抵抗層の歯 ３−1,3−２〜３−ｎ……第２の抵抗層の歯 ４……カソード（Ｋ） 6,7……第１および第２のアノード r1,r2……抵抗値 D1,D2……入射光により形成されたダイオード
Claims (3)
- 【請求項１】第１の導電形の基板と、 前記基板の表面の一端から櫛歯状に形成された第２の導
電形の第１の抵抗層と、 前記基板の表面の他端から歯が前記第１の抵抗層に交互
に配置されるように櫛歯状に形成された第２の導電形の
第２の抵抗層と、 前記第１および第２の抵抗層の基部にそれぞれ接続され
た第１および第２のアノードと、 前記基板に設けられたカソードからなり、 隣接する第１および第２の抵抗層の櫛歯を橋絡するよう
に入射した光のスポットによって前記基板内で発生した
電子または正孔が前記抵抗層を介して前記第１および第
２のアノードに分流し、正孔または電子が前記カソード
に流れることにより、前記分流した電子または正孔にも
とづいて入射位置を検出するように構成した半導体位置
検出素子。 - 【請求項２】前記基板はＮ形であり、前記抵抗層はP+形
である特許請求の範囲第１項記載の半導体位置検出素
子。 - 【請求項３】前記第１の抵抗層と第２の抵抗層の歯の間
の領域の幅はデバイ特性長以内である特許請求の範囲第
１項記載の半導体位置検出素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26212886A JPH07113529B2 (ja) | 1986-11-04 | 1986-11-04 | 半導体位置検出素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26212886A JPH07113529B2 (ja) | 1986-11-04 | 1986-11-04 | 半導体位置検出素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63117202A JPS63117202A (ja) | 1988-05-21 |
| JPH07113529B2 true JPH07113529B2 (ja) | 1995-12-06 |
Family
ID=17371439
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26212886A Expired - Fee Related JPH07113529B2 (ja) | 1986-11-04 | 1986-11-04 | 半導体位置検出素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07113529B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60118708U (ja) * | 1984-01-20 | 1985-08-10 | ティアック株式会社 | 位置検出装置 |
-
1986
- 1986-11-04 JP JP26212886A patent/JPH07113529B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63117202A (ja) | 1988-05-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |