JPH0713237Y2 - 光検出装置 - Google Patents
光検出装置Info
- Publication number
- JPH0713237Y2 JPH0713237Y2 JP1989121900U JP12190089U JPH0713237Y2 JP H0713237 Y2 JPH0713237 Y2 JP H0713237Y2 JP 1989121900 U JP1989121900 U JP 1989121900U JP 12190089 U JP12190089 U JP 12190089U JP H0713237 Y2 JPH0713237 Y2 JP H0713237Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor substrate
- strain
- photosensitive element
- photodiode
- pedestal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W72/00—Interconnections or connectors in packages
- H10W72/50—Bond wires
- H10W72/531—Shapes of wire connectors
- H10W72/5368—Shapes of wire connectors the bond wires having helical loops
Landscapes
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は光検出装置に関するものである。
従来の技術 半導体基板と、その半導体基板に形成され、照射された
光を電気信号に変換して出力する半導体材料製の感光素
子とを備えた光検出装置が知られている。
光を電気信号に変換して出力する半導体材料製の感光素
子とを備えた光検出装置が知られている。
考案が解決しようとする課題 ところで、斯かる光検出装置においては、光検出性能を
高めるために、感光素子の感度を一層向上させることが
望まれている。
高めるために、感光素子の感度を一層向上させることが
望まれている。
課題を解決するための手段 本考案者は種々検討を重ねた結果、半導体基板の前記感
光素子が形成された部分に歪を加えると、その感光素子
の感度が向上して光検出性能が好適に高められる事実を
見い出した。
光素子が形成された部分に歪を加えると、その感光素子
の感度が向上して光検出性能が好適に高められる事実を
見い出した。
本考案は斯かる知見に基づいて為されたものであって、
その要旨とするところは、前記のような光検出装置にお
いて、前記半導体基板の前記感光素子が形成されている
部分に歪を付与する歪付与手段を設けたことにある。
その要旨とするところは、前記のような光検出装置にお
いて、前記半導体基板の前記感光素子が形成されている
部分に歪を付与する歪付与手段を設けたことにある。
作用および考案の効果 斯かる構成の光検出装置によれば、歪付与手段によって
半導体基板の感光素子が形成されている部分に歪を付与
することにより、半導体材料製の感光素子における光の
電気変換効率が向上して光検出性能を好適に高めること
ができた。これは、前記歪により感光素子を構成する原
子の電子エネルギーバンドの構造が変化して、感光素子
中のキャリヤの易動度が増大したためであると推定され
る。
半導体基板の感光素子が形成されている部分に歪を付与
することにより、半導体材料製の感光素子における光の
電気変換効率が向上して光検出性能を好適に高めること
ができた。これは、前記歪により感光素子を構成する原
子の電子エネルギーバンドの構造が変化して、感光素子
中のキャリヤの易動度が増大したためであると推定され
る。
実施例 以下、本考案の一実施例を示す図面に基づいて詳細に説
明する。
明する。
第１図は本考案が適用された光検出装置の一例を示す図
であって、円板状を成す基台10の一面には台座12が一体
的に固着されている。この台座12の基台10側と反対側の
面には、単結晶シリコン等から成る半導体基板14が一体
的に固着されている。半導体基板14の台座12側の面には
凹部16が形成されており、これにより、半導体基板14の
凹部16の底部はたとえば15μｍ程度の肉厚の薄肉部18と
されている。この薄肉部18の台座12側と反対側の面には
不純物拡散等によりホトダイオード20が形成されてお
り、このホトダイオード20を構成するｐ型半導体および
ｎ型半導体にそれぞれ設けられた図示しない一対の電極
には、基台10を通して導入された一対のリード線22,24
がそれぞれ接続されている。また、基台10の半導体基板
14等の外周側に位置する部分には、半導体基板14等を保
護するための円筒状を成す金属製のケース26が固着され
ており、このケース26の基台10側と反対側の端部には、
凸レンズ28を一体的に備えたガラス窓30が固着されてい
る。なお、第１図においては、理解を容易とするため
に、薄肉部18の肉厚，左右方向の幅，および膨出程度は
実際より大きく描かれている。
であって、円板状を成す基台10の一面には台座12が一体
的に固着されている。この台座12の基台10側と反対側の
面には、単結晶シリコン等から成る半導体基板14が一体
的に固着されている。半導体基板14の台座12側の面には
凹部16が形成されており、これにより、半導体基板14の
凹部16の底部はたとえば15μｍ程度の肉厚の薄肉部18と
されている。この薄肉部18の台座12側と反対側の面には
不純物拡散等によりホトダイオード20が形成されてお
り、このホトダイオード20を構成するｐ型半導体および
ｎ型半導体にそれぞれ設けられた図示しない一対の電極
には、基台10を通して導入された一対のリード線22,24
がそれぞれ接続されている。また、基台10の半導体基板
14等の外周側に位置する部分には、半導体基板14等を保
護するための円筒状を成す金属製のケース26が固着され
ており、このケース26の基台10側と反対側の端部には、
凸レンズ28を一体的に備えたガラス窓30が固着されてい
る。なお、第１図においては、理解を容易とするため
に、薄肉部18の肉厚，左右方向の幅，および膨出程度は
実際より大きく描かれている。
以上のように構成された光検出装置においては、凸レン
ズ28およびガラス窓30を通してホトダイオード20のpn接
合面に光が照射されると、リード線22,24を介してホト
ダイオード20に予め流されている電流が増大させられて
ホトダイオード20からは照射された光のエネルギーに応
じた電気信号が制御装置32へ出力される。したがって、
本実施例においては、上記ホトダイオード20が感光素子
を構成している。
ズ28およびガラス窓30を通してホトダイオード20のpn接
合面に光が照射されると、リード線22,24を介してホト
ダイオード20に予め流されている電流が増大させられて
ホトダイオード20からは照射された光のエネルギーに応
じた電気信号が制御装置32へ出力される。したがって、
本実施例においては、上記ホトダイオード20が感光素子
を構成している。
ここで、本実施例においては、前記凹部16は、台座12に
設けられた穴34および基台10に設けられた穴36,配管38,
および調圧弁40を介して空気ポンプ42と接続されてい
る。配管38の凹部16と調圧弁40との間に位置する部分に
は圧力センサ44が設けられており、この圧力センサ44は
凹部16内の圧力を表す圧力信号を前記制御装置32へ出力
する。制御装置32は所謂マイクロコンピュータを有して
構成されており、光検出に先立って、空気ポンプ42およ
び調圧弁40へ制御信号を出力して凹部16内の圧力を所定
圧まで高めることにより、たとえば第１図に示すよう
に、半導体基板14の薄肉部18を台座12から離隔する方向
へ膨出させてその薄肉部18に歪を付与するとともに、薄
肉部18に歪が付与された状態においてホトダイオード20
から入力された電気信号に基づいて、光が検出されたこ
とを表す所定の表示を表示器46に表示させたり或いはそ
の検出された光の照度等の値を予め求められた関係から
決定してその値を表示器46に表示させる。したがって、
本実施例においては、上記配管38,調圧弁40,空気ポンプ
42,圧力センサ44,および制御装置32が歪付与手段を構成
している。
設けられた穴34および基台10に設けられた穴36,配管38,
および調圧弁40を介して空気ポンプ42と接続されてい
る。配管38の凹部16と調圧弁40との間に位置する部分に
は圧力センサ44が設けられており、この圧力センサ44は
凹部16内の圧力を表す圧力信号を前記制御装置32へ出力
する。制御装置32は所謂マイクロコンピュータを有して
構成されており、光検出に先立って、空気ポンプ42およ
び調圧弁40へ制御信号を出力して凹部16内の圧力を所定
圧まで高めることにより、たとえば第１図に示すよう
に、半導体基板14の薄肉部18を台座12から離隔する方向
へ膨出させてその薄肉部18に歪を付与するとともに、薄
肉部18に歪が付与された状態においてホトダイオード20
から入力された電気信号に基づいて、光が検出されたこ
とを表す所定の表示を表示器46に表示させたり或いはそ
の検出された光の照度等の値を予め求められた関係から
決定してその値を表示器46に表示させる。したがって、
本実施例においては、上記配管38,調圧弁40,空気ポンプ
42,圧力センサ44,および制御装置32が歪付与手段を構成
している。
このように本実施例によれば、半導体基板14の凹部16内
の圧力を高めてホトダイオード20が形成されている薄肉
部18に歪を付与することにより、たとえば第２図および
第３図に示すように、ホトダイオード20における光の電
気変換効率が歪を付与しない従来の場合に比べて向上し
て光検出性能が好適に高められた。ホトダイオード20が
形成された薄肉部18に歪を付与することによりそのホト
ダイオード20の感度が増大する理由は、その歪によりホ
トダイオード20を構成する原子の電子エネルギーバンド
の構造が変化して、ホトダイオード20中のキャリヤの易
動度が増大したためであると推定される。なお、第２図
および第３図において、歪を付与した場合の測定データ
は凹部16内の圧力が2500mmHgでのデータを示していると
ともに、白色光はタングステン電球によるものであり、
赤外光は赤外LEDによる940nm程度の波長を有するもので
ある。そして、斯かる第２図および第３図に示すような
歪を付与した場合の関係が前記予め求められた関係とし
て用いられることとなる。
の圧力を高めてホトダイオード20が形成されている薄肉
部18に歪を付与することにより、たとえば第２図および
第３図に示すように、ホトダイオード20における光の電
気変換効率が歪を付与しない従来の場合に比べて向上し
て光検出性能が好適に高められた。ホトダイオード20が
形成された薄肉部18に歪を付与することによりそのホト
ダイオード20の感度が増大する理由は、その歪によりホ
トダイオード20を構成する原子の電子エネルギーバンド
の構造が変化して、ホトダイオード20中のキャリヤの易
動度が増大したためであると推定される。なお、第２図
および第３図において、歪を付与した場合の測定データ
は凹部16内の圧力が2500mmHgでのデータを示していると
ともに、白色光はタングステン電球によるものであり、
赤外光は赤外LEDによる940nm程度の波長を有するもので
ある。そして、斯かる第２図および第３図に示すような
歪を付与した場合の関係が前記予め求められた関係とし
て用いられることとなる。
なお、前述の実施例では、半導体材料製の感光素子はホ
トダイオード20にて構成されているが、必ずしもその必
要はなし、ホトトランジスタや太陽電池等にて構成され
てもよい。すなわち、光は感光素子における電流の変化
だけでなく起電力の発生等に基づいて検出されてもよ
く、後者の場合には光検出装置は起電力発生装置でもあ
る。
トダイオード20にて構成されているが、必ずしもその必
要はなし、ホトトランジスタや太陽電池等にて構成され
てもよい。すなわち、光は感光素子における電流の変化
だけでなく起電力の発生等に基づいて検出されてもよ
く、後者の場合には光検出装置は起電力発生装置でもあ
る。
また、前述の実施例では、半導体基板14に凹部16が形成
されているが、半導体基板14でなく台座12に凹部を設け
てもよいし、それら半導体基板14および台座12の両方に
相対向する凹部を設けてもよい。
されているが、半導体基板14でなく台座12に凹部を設け
てもよいし、それら半導体基板14および台座12の両方に
相対向する凹部を設けてもよい。
また、前述の実施例では、凹部16内に圧力が供給される
ことにより薄肉部18に歪が付与されているが、必ずしも
その必要はなく、たとえば、凹部16内を負圧としたり或
いはばねで付勢したりすることにより薄肉部18に歪を付
与することもできるし、台座12と半導体基板14とを固着
する際にそれらの熱膨張率の差を利用して薄肉部18に歪
を付与することもできる。この熱膨張率の差を利用する
場合においては、たとえば、一面に金メッキを施した台
座12を400℃程度に加熱し、その金メッキ上に半導体基
板14をこすりつけて冷却することにより、Au−Si等の共
晶合金が形成されて台座12および半導体基板14が互いに
固着されるとともに、この冷却に伴って、台座12および
半導体基板14の熱膨張率差により半導体基板14の薄肉部
18に歪が付与されるのである。この場合には、上記台座
12および共晶合金が歪付与手段を構成することとなる。
ことにより薄肉部18に歪が付与されているが、必ずしも
その必要はなく、たとえば、凹部16内を負圧としたり或
いはばねで付勢したりすることにより薄肉部18に歪を付
与することもできるし、台座12と半導体基板14とを固着
する際にそれらの熱膨張率の差を利用して薄肉部18に歪
を付与することもできる。この熱膨張率の差を利用する
場合においては、たとえば、一面に金メッキを施した台
座12を400℃程度に加熱し、その金メッキ上に半導体基
板14をこすりつけて冷却することにより、Au−Si等の共
晶合金が形成されて台座12および半導体基板14が互いに
固着されるとともに、この冷却に伴って、台座12および
半導体基板14の熱膨張率差により半導体基板14の薄肉部
18に歪が付与されるのである。この場合には、上記台座
12および共晶合金が歪付与手段を構成することとなる。
その他、本考案はその趣旨を逸脱しない範囲において種
々変更が加えられ得るものである。
々変更が加えられ得るものである。
第１図は本考案が適用された光検出装置の一例を示す回
路図である。第２図および第３図は第１図の光検出装置
により検出される光の電気変換効率を示す図であって、
従来と比較して示す図である。 14:半導体基板 20:ホトダイオード 32:制御装置 38:配管 40:調圧弁 42:空気ポンプ 44:圧力センサ
路図である。第２図および第３図は第１図の光検出装置
により検出される光の電気変換効率を示す図であって、
従来と比較して示す図である。 14:半導体基板 20:ホトダイオード 32:制御装置 38:配管 40:調圧弁 42:空気ポンプ 44:圧力センサ
Claims (1)
- 【請求項１】半導体基板と、該半導体基板に形成され、
照射された光を電気信号に変換して出力する半導体材料
製の感光素子とを備えた光検出装置において、 前記半導体基板の前記感光素子が形成されている部分に
歪を付与する歪付与手段を設けたことを特徴とする光検
出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1989121900U JPH0713237Y2 (ja) | 1989-10-18 | 1989-10-18 | 光検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1989121900U JPH0713237Y2 (ja) | 1989-10-18 | 1989-10-18 | 光検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0361356U JPH0361356U (ja) | 1991-06-17 |
| JPH0713237Y2 true JPH0713237Y2 (ja) | 1995-03-29 |
Family
ID=31669922
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1989121900U Expired - Fee Related JPH0713237Y2 (ja) | 1989-10-18 | 1989-10-18 | 光検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0713237Y2 (ja) |
-
1989
- 1989-10-18 JP JP1989121900U patent/JPH0713237Y2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0361356U (ja) | 1991-06-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |